TDX/TDR - Departament de Geodinàmica i Geofísica

Visualització sísmica mitjançant tècniques tomogràfiques

Thu, 18 Apr 2013 07:10:43 GMT

Visualització sísmica mitjançant tècniques tomogràfiques Flecha Lacalle, Isaac El coneixement del subsòl sempre ha estat objecte d’interès per diversos motius. La disponibilitat de recursos naturals (minerals, aigua, hidrocarburs...), l’obra civil, el vulcanisme o la sismicitat són factors que condicionen i modifiquen el nostre ús del sòl i per tant és convenient conèixer-los. En aquest sentit, la tomografia sísmica representa una tècnica de prospecció indirecta i no destructiva molt adient per a gran quantitat d’estudis. Mitjançant aquesta metodologia es poden obtenir les velocitats que caracteritzen els materials presents a la zona d’estudi. Aquest fet ja permet, en molts casos, correlacionar aquest paràmetre (la velocitat) amb la composició del terreny. A més a més, els models de velocitats que s’obtenen són de molta utilitat per l’aplicació d’altres tècniques de processat de dades sísmiques com les correccions estàtiques o les migracions en fondària. En aquest treball s’ha aplicat la tomografia sísmica a diversos casos amb característiques molt diferenciades. Ja se sap que la tomografia sísmica és una metodologia resolutiva sempre i quan els contrastos de velocitats en el medi siguin importants. D’entre aquests contrastos, en virtut del principi de Fermat, les anomalies d’alta velocitat són les que es poden reproduir i caracteritzar amb més fiabilitat. En canvi, les anomalies negatives constitueixen en molts casos una limitació per a l’aplicació d’aquesta tècnica. En dos dels estudis que es presenten en aquest treball, s’ha utilitzat la tomografia sísmica per detectar i caracteritzar plutons granítics, i obtenir informació sobre les seves propietats a escala superficial (fins poc més de mil metres de fondària). Els resultats mostren una bona identificació dels cossos granítics, a més a més les variacions de velocitat en l’interior d’aquests cossos s´on atribuïbles a canvis de propietats de la roca. En altres dos estudis s’ha utilitzat la tomografia sísmica per intentar delimitar colades basàltiques (altes velocitats) situades entre sèries sedimentàries de velocitat inferior en una conca marina. La sedimentació posterior als episodis de vulcanisme es pot caracteritzar raonablement, així com el límit superior de la colada basàltica. No succeeix el mateix amb la base de la colada i molt menys amb els sediments subbasàltics. En aquest cas el millor model tomogràfic obtingut s’ha utilitzat per implementar una migració pre-stack en fondària, fet que ha millorat sensiblement la imatge obtinguda utilitzant un processat de sísmica de reflexió convencional. En el darrer estudi que es presenta, la tomografia sísmica ha proporcionat un model detallat de velocitats per generar dades sintètiques. Aquestes dades al comparar-les amb les dades reals, han permès inferir certes propietats de l’escorça inferior i de la discontinuïtat escorça-mantell. En alguns d’aquests treballs la sísmica de reflexió també ha tingut un paper important, com a pas previ a un estudi més detallat, o bé com a complement i aportació d’informació addicional sobre les estructures implicades en l’estudi. En la majoria dels casos estudiats s’han dut a terme simulacions sintètiques amb diferents propòsits: verificar software de processat, fer tests sobre la idoneïtat dels diferents dispositius experimentals o bé verificar hipòtesis sobre la naturalesa dels materials que formen el subsòl. Encara que la tomografia sísmica té certes limitacions, en general, s’ha mostrat com una tècnica robusta i resolutiva aplicada a diferents contextos geològics i a diferents escales.; The internal structure of the subsoil has been a topic of major interest for several reasons. The availability of natural resources (water, oil, minerals..), seismicity or volcanism condition the use of the soil, therefore knowing its properties is mandatory. Synthetic simulations and forward modelling have been intensively used in the present work to compare tomographic softwares, to test a new pre-stack depth migration code and to test several acquisition geometries. Synthetic data provide a fast (and cheap) way to study many hypothetical situations and experimental conditions and to predict results. Seismic tomography is an indirect and non-destructive prospection technique that can be used in many studies. By means of this methodology, velocities that feature materials of the study area can be obtained. In most of cases, this parameter (velocity) can be correlated with the subsurface composition. Furthermore, velocity models obtained are very useful for the application of other seismic reflection techniques such as static corrections or depth migrations. In this work, seismic tomography has been used for a wide range of situations. Theoretical considerations (Snell’s law) suggest that low-velocity anomalies are under-sampled while high-velocity zones were well resolved using this methodology. For the optimal case (positive anomalies), seismic tomography has been successful in detecting granitic plutons and basalt layers because of the contrast of acoustic properties between these bodies and the sorrounding rocks. The performance of seismic tomography has been tested in less favourable situations such as the presence of subterranean cavities (extreme low-velocity anomalies), fracturation zones or subbasalt sediments. In some of these cases, tomographic models are not conclusive and require the use of other methodologies in order to solve the problem. Despite these limitations, seismic tomography can be considered as a robust technique to obtain velocity models in different geological contexts and at different scales.

Salt tectonics in the Parentis Basin (eastern Bay of Biscay): Origin and kinematics of salt structures in a hyperextended margin affected by subsequent contractional deformation

Wed, 09 Jan 2013 08:35:12 GMT

Salt tectonics in the Parentis Basin (eastern Bay of Biscay): Origin and kinematics of salt structures in a hyperextended margin affected by subsequent contractional deformation Ferrer Garcia, J. Oriol The geological history of the north-Iberian margin and the eastern sector of the Bay of Biscay suggest that these areas are ideal places to study and characterize the tectonic evolution and the geodynamic mechanisms governing the opening of the Atlantic Rift. This fact can be seen very well since several evolutionary stages have been preserved within the rifting system along the North-Iberian Margin. Similarly, the study of these lateral variations also reveals how they conditioned the subsequent development of the Pyrenean orogen. At a more specific level, the Bay of Biscay appears as a good place to understand how the processes of mantle exhumation and subsequent mantle accretion occurred in the Atlantic Ocean, as well as to understand the role played by the resulting structures during the growth of the Pyrenean orogen. Furthermore, in its eastern sector, the Bay of Biscay allows the observation of the Mesozoic Parentis Basin slightly deformed by the Pyrenean compression. The study of this basin provides a first approach to understand how the Mesozoic basins were currently involved in the Pyrenean building previously to the Pyrenean compression (eg. Organyà Basin, Aulet Basin, etc…). These basins include highly deformed evaporitic materials from the Upper Triassic (Keuper facies) whose role during both the Mesozoic extension and the Cenozoic compression have been poorly studied. In this context, this thesis initially intended to elucidate how changes in the configuration of the crustal structure at the end of the Bay of Biscay opening have been able to control the change on structural style that took place from the Pyreness s.s. to the Cantabrian Pyrenees, to better understand the processes that governed the evolution of the Pyrenees. Second, at a smaller scale, this thesis aims to know which was the general structure of the Mesozoic intracontinental basins developed during the opening of the Bay of Biscay and which was its initial response during the Pyrenean compression. To achieve this goal we have analyzed several deep seismic surveys (ESCIN, ECORS and MARCONI) and the seismic data of the Parentis Basin. Apparently, the Mesozoic structure of this basin was slightly modified by the Pyrenean compression. In such asymmetric basin, salt tectonics has an important development and both its general structure and the salt structures have been poorly studied by the scientific community. In this sense, this thesis seeks to fill this gap pointing out the crustal fault structure of the Parentis Basin and establishing the style and the evolution of salt structures preserved in the basin. 1) Understanding the role played by the presence of a pre- or syn-kinematic salt level in the geometry and evolution of a thick-skinned extensional basin. 2) Determining the role played by the geometry of the main basin boundary faults in the formation of salt structures in its hangingwall during extension. 3) Investigating how salt structures developed during an extensional stage evolved with a subsequent contractional deformational stage which applied different degrees of shortening. The main results of the present thesis can be grouped into three action lines: 1) the characterization of structural variations along the Bay of Biscay-Pyrenean Rift System and its influence in the Pyrenean orogen development; 2) the definition of the Parentis Basin structure, in particular its western parts that were practically unknown; and 3) the analysis of the role played by the Upper Triassic pre-rift salt during both the extensional opening of the Bay of Biscay (specifically in the Parentis Basin) and the subsequent contractional development of the Pyrenean orogen.; Aquesta tesi pretén aclarir com els canvis en la configuració de l’estructura cortical al final de l’obertura del Golf de Biscaia van controlar els canvis en l’estil estructural que tenen lloc des dels Pirineus en sentit estricte fins als Pirineus Cantàbrics per tal d’entendre millor els processos que van governar l’evolució d’aquest orogen. A més, i a una escala més petita, intenta conèixer quina era l’estructura general de les conques intracontinentals mesozoiques que es van desenvolupar durant l’obertura del Golf de Biscaia i quina va ser la seva resposta inicial durant la compressió pirinenca. Per tal d’assolir aquests objectius s’han analitzat diverses campanyes de sísmica profunda (ESCIN, ECORS i MARCONI) així com de sísmica petroliera disponible a la Conca de Parentis. També s’han realitzat diversos models analògics per tal de recolzar les interpretacions realitzades. L’estructura mesozoica de la Conca de Parentis va ser lleument modificada per la compressió pirinenca. Cal remarcar que la tectònica salina va tenir un paper molt important en el desenvolupament d’aquesta conca. D’altra banda, tant la seva estructura general com les estructures salines no havien estat objecte d’estudi per la comunitat científica fins a la realització d’aquesta tesi. En aquest sentit doncs, aquesta tesi omple aquest buit posant especial interès en les estructures corticals que controlen el seu desenvolupament i estableix l’estil i l’evolució de les estructures salines preservades en ella. Els resultats principals de la tesi es poden agrupar en tres línies principals: 1) la caracterització de les variacions estructurals al llarg del sistema de rift Golf de Biscaia - Pirineus i la seva influencia en el desenvolupament de l’orogen pirinenc; 2) la definició de l’estructura de la Conca de Parentis i en particular del seu sector occidental; i 3) l’anàlisi del paper que va jugar la salt pre-rift del Triàsic Superior tant durant l’obertura del Golf de Biscaia (especialment a la Conca de Parentis), com durant el desenvolupament contractiu de l’orogen pirinenc.

Basement fault influence on the Bicorb-Quesa Salt Wall kinematics, insights from Magnetotelluric and Paleomagnetic techniques on Salt Tectonics

Mon, 01 Oct 2012 07:58:00 GMT

Basement fault influence on the Bicorb-Quesa Salt Wall kinematics, insights from Magnetotelluric and Paleomagnetic techniques on Salt Tectonics Rubinat Cabanas, Marc The Bicorb-Quesa salt wall is located on the external Prebetics, an excellent natural laboratory to observe the diapir evolution because of their excellent outcrops. This area, located on the limit between the Iberian Massif, the Betic Range and the Valencian Trough; preserves the deformation caused by four deformation stages: two extensional and two extensive phases. The complexity and changing geometry of the salt wall lead us to use different techniques, some of them rarely used on salt tectonics studies, in order to provide significant information on the knowledge of the salt wall kinematics. The Magnetotelluric data shows the wide range of electrical resistivity materials values. This technique allowed us to recognize a basement fault with a vertical throw of 1000 m. which was active during the Triassic to Lower Cretaceous and likewise elucidate about the salt wall shape and the salt location. The Paleomagnetic data provide valuable information about the rotation suffered on the area both the syn-diapiric basins and the diapir, revealing rotation on different areas. This information together with the internal diapir structure and the overburden structure makes possible to interpret the initiation and reactivation of salt wall as driven by thin-skinned contractional deformation of the overburden. These processes were preferentially developed on the top of a pre-existing basement fault. A comprehensive analysis brings into relief the role played by the propagation direction sense of the cover deformation and the dip sense of the basement fault. This thesis contributes on the scientific knowledge of the salt tectonics, in its kinematics and evolution in different tectonic settings. The salt tectonics is also a geological branch very attractive for the oil industry as it generates one of the most important trap sources.; La presència de materials evaporítics condiciona l’estructura que es desenvoluparà en un àrea ja que les propietats reològiques de les evaporites són molt diferents a les d’altres materials. Especialment la sal, que es deforma plàsticament, és menys densa i més dèbil que la majoria dels materials (Jackson i Talbot, 1986; Jackson i Vendeville, 1994). Aquestes propietats permetran la formació de coixins salins, diapirs salins, parets salines, llengües salines, etc. La generació d’aquestes estructures i el fet de que la sal sigui impermeable propicia la formació de trampes per hidrocarburs i la possibilitat d’emmagatzemar CO2 o altres residus. Aquest fet els hi dóna a les estructures salines interès econòmic i facilita l’avenç científic en la matèria, com mostra la publicació d’articles que han millorat el coneixement d’aquestes estructures a partir dels anys ‘90 (ex. Vendeville i Jackson 1992; Jackson 1995; Letouzey et al. 1995; Ge et al. 1997; Rowan et al. 2003; Stewart 2006; Hudec i Jackson 2007, etc.) L’efecte causat a una cobertora fràgil, pel moviment de una falla normal de basament sobre la qual tenim un nivell de desenganxament dúctil ha estat ampliament estudiat (Koyi et al. 1993; Nalpas i Brun 1993; Jackson i Vendeville 1994; Vendeville et al. 1995; Stewart i Clark 1999; Withjack i Callaway 2000; Dooley et al. 2003; 2005). També, amb la mateixa disposició de materials fràgils-dúctils, ha estat investigada la inversió de les falles normals de basament durant una etapa compressiva (Letouzey et al. 1995; Stewart i Clark 1999; Krzywiec 2004; Ferrer et al. 2012). Per altra banda, la deformació de pell prima provocada per una època compressiva a sobre de un nivell de desenganxament també ha estat estudiada (ex. Chapple 1978; Davis i Engelder 1985; Coward i Stewart 1995; Sans i Koyi 2001), i amb la mateixa geometria les conseqüències de una compressió en un diapir previ (Vendeville i Nilsen 1995; Canerot et al 2005; Roca et al 2006; Callot et al. 2007; Dooley et al. 2009). Tanmateix, no hi ha cap estudi previ publicat en revistes científiques internacionals que descrigui la deformació per compressió de la pell prima prèviament afectada per una falla de basament. Per tal d’omplir aquest buit, s’ha estudiat la paret salina de Bicorb-Quesa, molt adequada ja que està localitzada a sobre d’una falla de basament, en una zona afectada per compressió amb deformació de pell prima (Roca et al 1996, 2006). El text del Capítol 3 ha estat retirat seguint instruccions de l’autor de la tesi, en existir participació d’empreses, existir conveni de confidencialitat o existeix la possibilitat de generar patents / The text of Chapter 3 has been withdrawn on the instructions of the author, as there is participation of undertakings, confidentiality agreement or the ability to generate patent

Tectónica Activa en la Cuenca de Managua: Paleosismicidad de la falla Cofradía

Wed, 11 Apr 2012 07:46:29 GMT

Tectónica Activa en la Cuenca de Managua: Paleosismicidad de la falla Cofradía Rubí Téllez, Carlos Ariel Este trabajo de investigación tiene como objetivo determinar el potencial sísmico del sistema de fallas Cofradía, y por consiguiente aportar nuevos datos sobre el grado de peligrosidad sísmica al que puede estar sometida la zona en la que se localiza esta falla. Determinar su peligrosidad sísmica es de suma importancia, dadas las dimensiones de esta falla y la elevada concentración poblacional de la zona de Managua, una ciudad cree de manera desordenada, donde la mayoría de las viviendas no cumplen con los estándares o normas de construcción requerido para zona del Pacifico de Nicaragua. La ciudad esta ubicada a lo interno de una estructura tectónica activa denominada graben de Managua en la que producen sismos con frecuencia. Este graben es la estructura tectónica más activa de Nicaragua, localizada en la denominada Depresión Nicaragüense, un extenso poco profundo de mas de 300 km de longitud y 70 km de ancho, con una orientación NO-SE, atraviesa el territorio nacional en su sector occidental, de manera paralela a la costa del Pacifico. La mala situación económica a la que se enfrenta un alto porcentaje de la población hace que se adquieran materiales de construcción de mala calidad y en muchos casos de segunda mano que de igual manera cumplen con los requisitos de calidad para productos de la rama de la construcción. Ello representa un peligro adicional en el momento de la ocurrencia de un sismo de una cierta magnitud. Todas estas condiciones hacen que la vulnerabilidad en esta zona sea alta; dicha vulnerabilidad junto con la alta peligrosidad sísmica que genera la ocurrencia de sismos fuertes en esta zona los parámetros que determinan su riesgo sismo. El proceso de ejecución a seguir en este estudio pasa por la selección de una zona, en la que se ubica una falla activa en este caso el sistema de fallas Cofradía, a partir de diferentes características: geológicas, geomorfológicas y sísmicas propias de esta falla. A continuación se realiza una recopilación y síntesis de toda la información existente sobre la falla y la zona en la que se ubica la traza de falla, la foto interpretación es una etapa importante, centra en la morfología del terreno en la zona seleccionada esto genera, como resultado la selección de un cierto numero de puntos de interés en los que se observan elementos geomorfológicos (escarpes de fallas, abanicos aluviales, alineamientos) los cuales deben ser estudiados con mayor detalle durante la etapa de campo, para detectar indicadores de actividad geotectónica. Todos los datos de campo obtenidos han de permitir la aplicación de diversos análisis (geomorfológicos, estructural, de la sismicidad y Paleosismicidad) sobre lo que hay que discutir para obtener el resultado esperado. El graben de Managua localizado en el sector Oeste de la depresión Nicaragüense, es la estructura tectónica más activa localizada en el interior de este depresión, con una orientación Norte-Sur, la que se ha considerado como una estructura secundaria, con respecto a la depresión Nicaragüense que la alberga, su relación estructural con la estructural principal no es conocida. El graben de Managua se ha interpretado como una estructura de tipo extensional activa, a la que se le ha adjudicado la separación que se observa en la cadena volcánica cuaternaria. El graben esta limitado tanto en el Oeste como por el este por falla normales de orientación Norte –Sur, una de estas fallas es la falla Cofradía, la que se extiende desde las cercanía del complejo volcánico Masaya en el sur, hacia el Norte a lo largo de 38 km. La falla Cofradía es un sistema de fallas normales que limita el graben de Managua, por su extremo Este, y la depresión del graben del aeropuerto. La falla Cofradía representa una estructura geológica importante, dada su longitud, su conexión con la Caldera del Volcán Masaya, su influencia sobre la anómalamente recta de la costa oriental del Lago de Managua y su cercanía con la ciudad de Managua. Se trata de una falla de 3 km de largo cuya expresión superficial esta bien definida, con la presencia de un escarpe que presenta diferentes alturas a lo largo de toda su longitud. Con el estudio paleosismológico se determinaron cinco eventos sísmicos asociados a esta falla, tres detectados en la trinchera el Cocal, y dos en la de La Vaquería, y detectaron estructuras que revelan al actividad sísmica de la falla, con rupturas de la superficie del terreno: cuñas coluviales y estructuras de licuefacción. Esta falla es capaz de romper en toda su longitud y producir sismos con una Mw próxima a 7. Durante los últimos 1700 años esta estructura ha producido tres sismos lo que han afectado la superficie, con una recurrencia media de 570 años y una tasa de deslizamiento de 1 mm/año.

Tidewater glacier flow of Helheim Glacier, Greenland, 2006-2008, using high-rate GPS

Tue, 10 Apr 2012 07:38:29 GMT

Tidewater glacier flow of Helheim Glacier, Greenland, 2006-2008, using high-rate GPS Juan Verger, Julia de This thesis presents a study of the application of Global Positioning System (GPS) techniques to the study of the dynamics of Helheim Glacier, one of the fastest-flowing outlet glaciers in the world, located on the southeast coast of Greenland.

Neotectonic and Paleoseismic Onshore-Offshore integrated study of the Carboneras Fault (Eastern Betics, SE Iberia) / Estudio integrado tierra-mar de la Neotectonica y Paleosismología de la Falla de Carboneras (Béticas Orientales, SE Península Ibérica)

Thu, 01 Mar 2012 08:11:57 GMT

Neotectonic and Paleoseismic Onshore-Offshore integrated study of the Carboneras Fault (Eastern Betics, SE Iberia) / Estudio integrado tierra-mar de la Neotectonica y Paleosismología de la Falla de Carboneras (Béticas Orientales, SE Península Ibérica) Moreno Mota, Ximena In the Southeastern Iberian Margin, the compression between the African and Eurasian Plates is characterized by a moderate seismicity and a slow NW-SE convergence (4.5-5.6 mm/yr). In southeastern Spain, this shortening is mainly absorbed by a left-lateral strike-slip fault system known as the Eastern Betics Shear Zone (EBSZ) characterized by a long recurrence activity. Preparedness in the face of future earthquakes entails the detection and the characterization of all the possible seismogenic sources in the region, including those that may not have ruptured in the historical period. This work seeks to characterize the most recent tectonic activity of the seismically silent but morphologically expressive Carboneras Fault Zone (CFZ), the longest and southernmost fault of the EBSZ, embracing both onshore and offshore portions of the fault. To this end, a multidisciplinary and multiscale study is carried out resulting in a valuable insight into the seismic potential of the CFZ. The results presented demonstrate that the CFZ has been active at least since the Late Miocene and has been continuously active during the Pliocene and Quaternary. The most recent paleo-earthquake detected is younger than AD 775, and thus, correlates in time with the historical AD 1522 Almería earthquake and tsunami. The CFZ is usually vertical despite showing a variety of structures in the first kilometres below the surface, represented by flower structures, pressure ridges and narrow vertical fault zones. The deformation at the southern end of the CFZ decreases towards the south and is gradually transferred to the Adra Ridge Fault and eventually to the Yussuf Fault, first through a fault shear zone, and then through the pervasive faulting zone at the Yussuf Fault horsetail splay. To the north, the CFZ ends abruptly in a triple fault junction with the Corredor de las Alpujarras Fault Zone and the Palomares Fault, and the deformation seems to be transferred to these structures. Fault segmentation is proposed in line with geomorphological and structural observations. Two first order segments are defined: the N047º/050º trending North Carboneras Fault (NCF) segment and the N059º/050º trending South Carboneras Fault (SCF) segment. This change in the fault trace orientation is thought to be caused by the interaction of the fault zone with an oblique shear zone in the SE part of the SCF. Seven second order sub-segments are differentiated along the NCF segment and 3 along the SCF segment. Maximum magnitudes of each of these segments and sub-segments are estimated on the basis of their length. First order segments yielded maximum magnitudes of Mw 7.4 +/-0.3 for the NCF segment, and Mw 7.0 +/-0.3 for the SCF segment. The worst case scenario would be the complete rupture of the CFZ, which would produce a maximum magnitude of Mw 7.6 +/-0.3. A minimum strike-slip rate of 1.3 mm/yr was estimated for the Northern Carboneras Fault segment along the Quaternary. Dip-slip results strongly suggest that the dip-slip component of the fault is one to two orders of magnitude lower than the strike slip component. The recurrence period is proposed to be about 1.1 ka, according to the slip-rate (>1.3 mm/yr) and the slip per event (≤1.5 m), which is one order of magnitude lower than the recurrence period calculated from the events observed in trenches. The CFZ, which is characterized by a lack of historical and instrumental seismicity, was demonstrated to be a seismogenic structure capable of generating large magnitude earthquakes. Therefore, its seismic potential should be taken into account in the seismic hazard assessment of the Iberian Peninsula.; El SE de la Península Ibérica está caracterizado por la convergencia entre las placas Africana y Euroasiática, con un acercamiento lento de dirección NO-SE (4.5-5.6 mm/a) y una sismicidad moderada. En el SE de la Península Ibérica, esta convergencia es absorbida por un sistema de fallas de salto en dirección sinistrorsas llamado el Sistema de Cizalla de las Béticas Orientales (SCBO). Con tal de estar preparados para futuros terremotos, es imprescindible detectar y caracterizar todas las posibles fuentes sísmicas de la región, incluyendo aquellas que no hayan roto durante el periodo histórico y que por lo tanto no se tengan en cuenta en los catálogos sísmicos.En el presente trabajo se presenta un estudio sobre la actividad tectónica más reciente de la Zona de Falla de Carboneras (ZFC), una estructura sismogénicamente silenciosa pero morfológicamente expresiva, y una de las más largas del SCBO. Para ello, se ha desarrollado un estudio multidisciplinar a diversas escalas, integrando el análisis de la parte emergida y la parte sumergida de la falla. Además de caracterizar la estructura de la falla en los primeros kilómetros y la interacción con otras estructuras de la zona, en este estudio se demuestra que la ZFC, que en un principio no se tenía en cuenta en los catálogos sísmicos por carecer de sismicidad instrumental e histórica, es una estructura sismogenética. Su actividad ha sido continuada durante el Plioceno y el Cuaternario y es capaz de producir terremotos de gran magnitud (w 7.0-7.6 +/-0.3) y por lo tanto, su potencial sísmico debe ser tenido en cuenta en los análisis de peligrosidad sísmica de la región. El estudio integrado tierra-mar llevado a cabo ha permitido obtener un conocimiento más realista del potencial sísmico de la ZFC y calcular sus parámetros sísmicos (1,3 mm/a de tasa de desplazamiento lateral mínima, 1,1 ka de periodo de recuerrencia y paleoterremoto más reciente detectado posterior a AD 775), los cuales contribuirán a las base de datos de estructuras activas permitiendo un análisis de la peligrosidad sísmica más realista para la Península Ibérica.

Característiques i inundabilitat per rierades sobtades (flash flood) als torrents costaners del nord del cap de Creus (Catalunya).

Wed, 29 Feb 2012 11:32:25 GMT

Característiques i inundabilitat per rierades sobtades (flash flood) als torrents costaners del nord del cap de Creus (Catalunya). Mascareñas i Rubiés, Pere Els treballs d’aquesta tesi es centren geogràficament en el sector del NE de Catalunya, i concretament entre el cap de Creus i la frontera amb França. Es tracta d’una zona amb conques torrencials petites però en les que s’originen inundacions amb una certa freqüència i sovint amb danys importants. Comprèn 11 conques distribuïdes en els termes municipals de Portbou, Colera, Llançà, la Selva de Mar i el Port de la Selva. Les conques presenten unes diferències entre si, però també moltes similituds, ja que es troben en una àrea amb pluges abundants en períodes curts de precipitació. Tenen també un pendent del perfil longitudinal molt brusc, amb els cims de capçalera al voltant dels 600 m. En conseqüència s’originen avingudes sobtades o rierades (flash flood). Geològicament es tracta d’una àrea bastant homogènia, en la que la major part del territori correspon a esquistos i pissarres paleozoïques (cambroordovicianes). Hi ha un petit retall granític en el sector meridional del tram mig de la conca de Llançà. Al fons de les valls els sediments al·luvials han originat les formes recents de tipus terrassa, que aporten informació al respecte de la dinàmica hídrica dels torrents. Hi ha zones recobertes per materials antròpics de recent aportació amb diferents finalitats. Les finalitats es van basar en la cerca del coneixement de la dinàmica dels torrents, de cara a la identificació i determinació de les zones vulnerables als perills d’inundació. Dins d’aquest marc es buscava determinar la freqüència i la magnitud de les inundacions, correlacionant-les amb les característiques geomorfològiques i antròpiques del sistema fluvial. Posteriorment els objectius es van ampliar amb l’anàlisi de la incertesa ja que aparegué aquest problema, de manera general en temàtiques del medi natural i també en la mateixa zona d’estudi. Així es va plantejar determinar el perquè es produeixen aquestes incerteses (aleatòria i epistèmica) i posteriorment mirar de reduir-les. D’aquí va sorgir la necessitat d’innovar i millorar la metodologia d’identificació i cartografia de zones inundables. També es va abordar el problema del canvi climàtic. Com a base del treball es va escollir el “Mètode geomorfològic integrat d’identificació i cartografia de zones inundables” o “Mètode geomorfològic integrat”. Els primers passos de la recerca van ser l’elaboració de la cartografia geomorfològica integrada, de la qual se n’ha derivat la cartografia d’inundabilitat de cada conca. Aquestes cartografies han estat informatitzades mitjançant el programa ArcGIS, i es presenten, a escala 1:3000, en el Volum 2 d’aquest treball, i classificats per conques, començant pel N (la frontera) i acabant pel SE (cap de Creus). Els treballs de camp han estat complementats amb la recollida de dades històriques referents a esdeveniments succeïts en el passat. Amb l’aplicació del Mètode geomorfològic integrat, i a rel de l’aparició de la incertesa abans descrita, es va anar a buscar innovacions i a plantejar la problemàtica de manca de dades prou generals mitjançant l’anàlisi de tipus multiconca-multifunció. Amb el “Mètode geomorfològic integrat” es van identificar, cartografiar i analitzar els elements indicadors de zones inundables, especialment les terrasses, de les quals, en totes les conques, se'n van diferenciar dues: la T0 o llera i la T1 o superior. Les incerteses que aparegueren en l’anàlisi es centraven especialment en els càlculs dels cabals dels torrents en moments punta, però també en les determinacions dels períodes de retorn Tr de les inundacions. Les incerteses es donen, essencialment, a causa de: a) la insuficiència de dades que permetin els càlculs dels cabals i les distorsions derivades de la seva aplicació; b) la insuficiència de dades pluviomètriques; c) la insuficiència de dades en el registre històric; d) la desigualtat en la distribució de la població; e) la imperfecta predicció dels episodis d’inundació a causa de la mida de les conques; i f) la rapidesa i variabilitat de la resposta hidrològica, que fan que el temps d’actuació davant la crescuda sigui molt reduït. Pel que fa a les tipologies de zones inundables, s’ha estudiat les normatives d’àmbit europeu, estatal i autonòmic, amb la finalitat d’aplicar-les a la zona d’estudi. Aparegueren problemes d’aplicabilitat, ja que es basen en el funcionament de grans rius. Els resultats de les conques extenses i de crescuda relativament lenta no encaixaven amb els de les conques petites que tenen avingudes brusques de tipus “flash flood”. Tampoc coincidien en els períodes de retorn ni amb les zonificacions de “Zona Fluvial”, “Sistema hídric” i “Zona Inundable”. És a partir de la cartografia geomorfològica integrada i de tota la resta d’informacions que s’ha arribat a establir una classificació qualitativa de la inundabilitat: alta, mitja i baixa. És la classificació que queda recollida en la cartografia d’inundabilitat, complementada amb altres elements d’interès que hi van relacionats (zona protegida, línies de circulació preferent, punts crítics, etc.). En relació al canvi climàtic s’han buscat referències per poder preveure comportaments en futurs escenaris. S’ha buscat indrets amb possibilitats d’estudiar registres sedimentaris de materials granulomètricament fins i de naturalesa orgànica que permetessin datacions. L’anàlisi multiconca-multifunció, s’ha basat en dos aspectes principals: la magnitud de les precipitacions, i les dades històriques dels efectes de les inundacions. Ha permès la quantificació de les freqüències d’inundació, prenent els períodes dels quals es disposa de més informacions i que són més representatives. S’ha obtingut un promedi de 3 anys de temps de separació entre inundacions o període de retorn. El concepte d’inundació es considera, aquí, que les aigües desbordin de la llera del torrent ocupada per la terrassa inferior T0, i passin a ocupar l’àrea de la terrassa superior T1. En aquest concepte no es té en consideració el gruix d’aigua desbordada ni la magnitud dels efectes ni dels danys ocasionats. De tot el conjunt de treballs, ha sigut possible la formulació de conclusions referents a: - les possibilitats de zonificació de les àrees inundables, - la reducció dels factors d’incertesa característics de les conques - la introducció de millores en el Mètode geomorfològic integrat d’identificació i la cartografia de les zones inundables - la determinació de la freqüència de les inundacions mitjançant l’anàlisi multiconca-multifunció, basat en dos aspectes principals: la magnitud de les precipitacions, i les dades històriques dels efectes de les inundacions Nota: L’estructura d’aquest treball de tesi doctoral desglossa les dades en dos volums. El primer volum comprèn la totalitat dels textos, i el segon només la cartografia: la geomorfològica integrada i la d’inundabilitat, classificades per conques i amb les corresponents llegendes de simbologies gràfiques.; The study area is located in NE Catalonia, Spain, between Cap de Creus and the border with France. The area consists of eleven small basins distributed over the municipalities of Portbou, Colera, Llançà, La Selva de Mar and El Port de la Selva. These basins are prone to devastating flash floods and display differences as well as similarities given that the area is characterised by high intensity short duration rainstorms. The slope of the longitudinal profile of the basins is abrupt and the watershed attains approximately 600 m. Geologically, the area is homogeneous, consisting of palaeozoic schists and slates (cambro ordovician). A small part of the southern sector of the middle of the Llança basin is composed of granite. Recent alluvial terraces are located at the bottom of the valleys and provide valuable insights into stream dynamics. Parts of the study area are covered with diverse materials as a result of human intervention. The aim of the thesis is to improve our understanding of stream dynamics in order to identify the areas that are prone to flood hazards. An attempt was made to determine the frequency and magnitude of floods by correlating them with the geomorphological and anthropogenic characteristics of the fluvial system. Subsequent aims arose given the special characteristics of the study area, which required an analysis of uncertainty (random and epistemic). Special emphasis was placed on innovating and improving the methodology of identification and mapping of flood prone areas. Climate change was also addressed. The “Integrated geomorphological method of identification and mapping of flood hazard areas” or “Integrated geomorphological method” was used. The study consists of two parts. The first part of the study is focused on the integrated geomorphological mapping and the second part is devoted to flood hazards from which the flood hazard map for each basin was derived. These maps were computerized using ArcGis software and are at 1:3000 scale. The basins from the N (the border with France) to the E (Cap de Creus) are classified in volume 2 of the thesis. Field work was complemented by historical data of past events. The multibasin-multifunction analysis was performed to address the uncertainties that resulted from using the integrated geomorphological method. The Integrated geomorphological method enabled us to identify, map and analyse all the features providing evidence of flood prone areas especially fluvial terraces of which two were differentiated in each basin: T0 or lower terrace and T1 or upper terrace. The uncertainties of analysis affected the calculation of peak discharges and the determinations of flood frequency. These uncertainties were attributed to a) paucity of data which resulted in distortions or in the impossibility of discharge calculations, b) scarcity of rainfall data, c) insufficient historical records, d) irregular distribution of population in the basins, e) inaccurate prediction of floods because the size of the basins and f) speed and variability of the hydrological response, which considerably reduces the time for action before the flood. European, national and regional norms and zoning were studied in an effort to make a hazard classification of the flood prone areas. Problems of applicability arose because the norms are based on dynamics of large rivers. The results of the large rivers with relatively slow floods were not consistent with those of small basins that generate flash floods. These results did not coincide with those of return periods nor with the regional zoning of “Zona fluvial”, Sistema hídric” and Zona inundable” in Catalonia. The integrated geomorphological mapping together with all other data enabled us to classify qualitatively flood hazards into: high, medium and low. This classification is presented in the flood hazard mapping and is complemented by other related information (protected zone, preferential flow lines, critical points, etc.). Climate data that could predict future scenarios were obtained. It was not possible to find sedimentary records of fine grained organic sediments to enable dating. The multibasin-multifunction analysis was based on two sets of data: the magnitude of rainfall associated with flooding and historical data of floods. This enabled us to quantify the frequency of flooding by selecting the periods with more data and those that were more representative. A gap of 3 years between flooding or return period was obtained. The concept of flooding considered in the study is as follows: water overflows the lower terrace (T0) and occupies the area of the upper terrace (T1). This concept considers neither the magnitude of overflow nor the damage caused. In the light of our findings, the following conclusions may be drawn: - possibility of zoning flood prone areas - reduction of uncertainty that is characteristic of these basins - improvement in the Integrated geomorphological method of identification and mapping of flood hazard areas - determination of flood frequency by multibasin-multifunction analysis based on two main data: magnitude of rainfall and historical data (effects of floods). NB This doctoral thesis consists of 2 volumes. The first contains the text and the second includes the maps (integrated geomorphological maps and flood hazard maps) classified by basins, and the corresponding legends.

3D Reconstruction and Modelling of the Sierras Exteriores Aragonesas (Southern Pyrenees, Spain). Structural Evolution of the Pico del Águila anticline

Thu, 06 Oct 2011 07:31:49 GMT

3D Reconstruction and Modelling of the Sierras Exteriores Aragonesas (Southern Pyrenees, Spain). Structural Evolution of the Pico del Águila anticline Vidal Royo, Oskar This Thesis reports on the integration of different modelling techniques to construct a unified and better constrained conceptual model of structural evolution of the Pico del Águila anticline (External Sierras, Southern Pyrenees, Spain). The structure is a well-known example of detachment fold, which exhibits a N-S structural trend, parallel to the direction of tectonic transport in the Southern Pyrenees. Based on field observations of an unevenly distributed Triassic décollement, analogue modelling show how to generate orogen-perpendicular structures which may result in transverse anticlines. Numerical models investigate the effect of a complex mechanical stratigraphy, characterized by an interlayering of competent and incompetent layers, plus syn-kinematic sedimentation in the fold growth. Based on field data and seismic interpretations, a 3D reconstruction and sequential geomechanical restoration of the Pico del Águila anticline reports the coexistence of multiple folding mechanisms occurring simultaneously in different units and structural domains of the fold, leading to a complex strain pattern that can not be assessed by simplistic kinematic 2D approaches. By integrating the presented models with the previous data in the region, we discuss about the benefits and drawbacks of each modelling technique and present an integrated model of structural evolution for the Pico del Águila anticline. This brings a better comprehension of the structure as well as the processes that drove the evolution of the N-S detachment anticlines in the External Sierras of the Southern Pyrenees.; L’anticlinal del Pico del Águila és un conegut exemple de plec de desenganxament amb sedimentació marina a fluvio-deltaica associada, amb una tendència estructural N-S, paral•lela a la direcció de transport tectònic dels Pirineus Meridionals. Basat en observacions de camp que indiquen una distribució heterogènia del nivell de desenganxament Triàsic, els models analògics mostren el procés de generació d’estructures perpendiculars al sistema orogènic que poden donar lloc als anticlinals N-S descrits a les Sierras Exteriores Aragonesas. Els models numèrics investiguen l’efecte d’una estratigrafia mecànica complexa, caracteritzada per una intercalació d’unitats competents i incomptetents (amb marcades diferències en el grau de competència, per tant) i de la sedimentació sin-cinemàtica en el creixement i evolució de l’anticlinal. Basat en dades de camp i interpretacions de perfils sísmics s’ha portat a terme una reconstrucció i restitució geomecànica tridimensional de l’anticlinal del Pico del Águila. D’aquestes se’n deriva la coexistència de de múltiples mecanismes de plegament actuant simultàniament en diferents unitats i dominis estructurals, la qual implica al seu torn un patró i distribució de la deformació que no poden ser avaluats mitjançant aproximacions o tècniques de modelització cinemàtiques o/i bidimensionals. S’integren també els resultats obtinguts a partir de les esmentades tècniques de modelització amb les dades i coneixements previs de la regió, es discuteixen els beneficis, desavantatges i limitacions de cadascuna d’aquestes tècniques de modelització, i es presenta un model integrat d’evolució estructural del Pico del Águila. Aquest anàlisi crític dels resultats i aquest esforç d’integració porten sense dubte cap a una millor comprensió de l’estructura i dels processos que menaren l’evolució dels plecs de desenganxament N-S de les Sierras Exteriores Aragonesas dels Pirineus Meridionals.

Els complexos glàcio-lacustres relacionats amb el darrer cicle glacial als Pirineus

Tue, 03 May 2011 09:09:20 GMT

Els complexos glàcio-lacustres relacionats amb el darrer cicle glacial als Pirineus Bordonau i Ibern, Jaume I. INTRODUCCIÓ. En el capítol I es presenten els objectius d'aquest treball: 1.- Realitzar una síntesi regional de les fases del darrer cicle glacial als Pirineus; 2.• Caracteritzar els diferents ambients glàcio-lacuslres relacionats amb el glacialisme pirinenc. Ambdós objectius estan estretament lligats, atès que els complexos glàcio-Iacustres constilueixen les seqüències més contínues de les que hom disposa als Pirineus per establir la seva evolució durant el darrer cicle glacial. lI. LES FASES DEL DARRER CICLE GLAClAL ALS PIRINEUS. En el capítol II es descriuen Ies característiques més rellevants de les diferents fases corresponents al darrer cicle glacial als Pirineus, tot establint una cronologia relativa de Ies mateixes. A) PLEISTOCÈ SUPERIOR • PERÍODE GLACIAL. Correspon a la darrera glaciació als Pirineus. S'hi diferencien tres grans intervals de temps. 1) Pre-màxim glacial: Caracteritzat per una progressió generalitzada de les glaceres. amb certes estabilitzacions que permeten definir les Fases d'estabiltzació pre-màxim. 2) Màxim glacial: Caracteritzat per la màxima extensió de Ies glaceres durant l'anomenada Fase de màxim glacial. 3) Deglaciació: Caracteritzada pel retrocés gradual i generalitzat dels aparells glacials. Es defineixen tres fases glacials: una primera Fase d'estabilització post-màxim, una segona Fase de glaceres de vall i una darrera Fase de glaceres d'altitud durant la qual es pot distingir un primer Episodi de glaceres de vall en altitud i un segon Episodi de glaceres de circ.. • PERÍODE TARDIGLACIAL. Caracteritzat per l'existència de nombroses glaceres rocalloses que permeten definir l'anomenada Fase de glaceres rocalloses. • PERÍODE POSTGLACIAL. Durant aquest període es defineixen les .allomenades Fases postglacials i/o Fases històriques, algunes de les quals tal vegada puguin correlacionar-se amb la Petita Edat del Gel (segles XVII a XlX). III. LA CRONOLOGIA DEL DARRER CICLE GLACIAL ALS PIRINEUS. En el capítol llI es presenten els resultats més significatius de les dataciosn realitzades fins al moment en localitats situades a ambdós vessants dels Pirineus (fig. III. 1). A partir de Ies edats obtingudes i de les consideracions fetes per Montserrat Martí (1991), atenent a les variacions temporals de la concentració del CO2 atmosfèric i de la radiació rebuda a l'Hemisferi Nord (fig. III.4), es proposa una cronologia absoluta per cadascuna de les fases del darrer cicle glacial als Pirineus, així com una valoració qualitativa de la magnitud de les variacions del volum de glaç retingut als Pirineus (fig. III.3): Les Fases d'estabilització pre-màxim són anteriors a 50000 anys BP; la Fase de màxim glacial se situa entre 45000-50000 anys BP; la Fase d'estabilització post-màxim se situa entre 31000-45000 anys BP; la Fase de glaceres de vall és anterior a 26000 anys BP; la Fase de glaceres d'altitud se situa entre 13000-16000 anys BP; la Fase de glaceres rocalloses se silua enlre 10000-11000 anys BP; finalment, la Petita Edat del Gel se situa entre 100-300 anys BP. Convé deslacar que l'edat del darrer màxim glacial als Pirineus, igual com succeeix al massís dels Vosgos (Seret et al., 1990), presenta un clar diacronisme amb l'edat del darrer màxim glacial que s'ha establert pels gels continentals del Nord d'Europa i Nordamèrica, al voltant deis 18000 anys BP. IV. EL COMPLEX PROGLACIAL DE BARRATGE MORRÈNIC DEL SEMINARI DE VILALLER. En el capftol IV es descriu el complex proglacial de barralge morrènic del Seminari de Vilaller, a l'alta conca de la Noguera Ribagorçana. Aquest paleollac es va formar degut al barratge produït per l'arc morrènic frontal de la glacera de la Noguera Ribagorçana corresponent a la Fase de glaceres de vall. Els resultats obtinguts en un sondeig mecànic confirmen les inlerprelacions de dos sondatges elèctrics verticals realitzats amb anteriorilat (fig. V.7). Les datacions absolutes de Ies ritmites glàcio-Iacustres, tot i que no presenlen una interpretación unívoca, indiquen que l'edat de la Fase de glaceres de vall és anterior a 20000 anys BP. V. ELS COMPLEXOS PROGLACIALS LLIGATS A CUBETES DE SOBREEXCAVACIÓ. En el capítol V es descriuen Ies cubetes de sobreexcavació glacial de fons de vall de Barruera (Noguera de Tor), Bono (Noguera Ribagorçana), Benasc (Ésera) i Esterri d'Aneu (Noguera Pallaresa). Aquestes cubetes, amb una longitud d'uns 5 quilòmetres, se sitúen a alçades compreses entre 900 i 1100 metres, allunyades dels circs glacials de la capçalera de la conca. Estan situades a les zones de confluència d'antigues llengües glacials i aigües amunt de llindars rocosos transversals a l'eix de la vall. A partir de la realització de diversos sondatges elèctrics verticals es determina tant la geometria com les unitats geoelècrtriques corresponents al rebliment sedimentari de cadascuna d'aquestes cubetes de sobreexcavació glacial: - La profunditat màxima oscil•la entre uns 150 metres (Barruera) i uns 400 metres (Esterri d'Aneu). - Es diferencien tres unitats geoelèctriques (fig. V.lt): 1.- Unitat inferior, amb resistivitats compreses enlre 70-200 Omega-m, interpretada com ritmites glàcio-Iacustres (alternança de nivells lutítics i sorrencs); 2.- Unitat intermèdia, amb resistivitats compreses entre 400•800 Omega-m. interpretada com sorres i graves núviodeltaiques; 3.- Unitat superior, amb resistivitats compreses entre 100-1500 Omega•m, constituïda pels dipòsits al•luvials subactuals. En l'evolució de Ies cubetes de sobreexcavació glacial es diferencien 5 etapes (fig. V.20): Etapa de formació de la cubeta, Etapa de cubeta glàcio-Iacustre proglacial, Etapa de cubeta glàcio-lacustre distal, Etapa de cubeta lacustre i Etapa al•luvial. Les cubetes són excavades, principalment, durant la Fase de màxim glacial, quan l'acció erosiva de les glaceres assoleix la seva màxima intensitat. Els ambients glàcio-lacustres es formen quan les cubetes queden parcialment descobertes de glaç, amb posterioritat a la Fase de glaceres de vall. VI. EL COMPLEX JUXTAGLACIAL DE LLESTUI. En el capítol VI es descriu el complex juxtaglacial de Llestui, a l’alta conca de la Noguera Ribagorçana. Aquest complex és et resultat del rebliment d'un llac juxlaglacial degut al barratge de les conques torrencials del Clol i de Malmarrui per part de la glacera de Llauset, afluent de la glacera de la Noguera Ribagorçana (fig. VI. 2). Després de descriure les unitats sedimentàries (Unitat glacial -till subglacial i till supraglacíal-, Unitat glàcio-lacustre i Unitat al.luvial) es proposa el model deposicional del complex glàcio-lacustre juxtaglacial de Lkstui (fig. VI.10). L'obturació del drenatge dels torrents del Clot i de Malmarrui va començar durant Ies anomenades Fases d'estabilització pre-màxim. Tanmateix, els sediments que configuren l'actual complex sedimentari corresponen a la Fase d'estabilització post-màxim, fet corroborat per les datacions de Ies ritmites glàciolacustres, amb edats superiors a 34000 i fins i tot 40000 anys BP. VII. EL COMPLEX JUXTAGLACIAL DE CERLER. En el capítol VII es descriu el complex juxtaglacial de Cerler, a l'alta conca de I’Ésera. Aquest complex és el resullat del barratge de Ies conques glacials de Remáscaro i d'Ampri per part de la glacera de l'Ésera. Els dipòsits del complex de Cerler poden agrupar-se tres unitats (fig. VII.4): - Unitat inferior. Aquesta unitat pot subdividir-se en un tram inferior i un tram superior: • Tram inferior: Constituït per tills subglacials de la glacera de l'Ésera i dipòsits glàcio-Iacustres intensament deformats. • Tram superior. Constituït per tlls subglacials de les glaceres de l'Ésera, Remascaro i d'Ampriu que deformen i incorporen sediments del tram inferior. - Unitat intermèdia: Constituïda per tills subglacials de la glacera de l'Ésera i dipòsits glàciolacustres, - Unitat superior. Constituïda per tills subglacials i supraglacials de les glaceres de Remáscaro i d'Ampriu, sovint amb la monologia morrènica original ben conservada. Les característiques sedimentològiques i micromorfològiques dels dipòsits del complex de Cerler permeten establir la següent seqüència evolutiva, amb quatre fases locals (figs. VII.13 i VII.14): 1.- El primer llac juxtaglacial de Cerler; 2.- La progressió de les glaceres de l'Ésera, Remáscaro i d'Ampriu; 3,- El segon llac juxtaglacial de Cerler; 4.- La progressió de les glaceres de Remáscaro i d'Ampriu. La seqüència sedimentària del complex de Cerler constitueix un registre més o menys continu que comprèn des de Ies Fases d'estabilització pre-màxim fins l'anomenada Fase de glaceres d'altitud. VIII. CONCLUSIONS. En aquest treball s'ha presentat una síntesi regional de les fases glacials corresponents al darrer cicle glacial als Pirineus i, al mateix temps, s'ha proposat una cronologia absoluta per cadascuna d'aquestes fases. Per altra part, s'han descrit els principals tipus d'ambients glàcio-lacustres relacionats amb el glacialisrne pirinenc a partir de l'estudi d'uns complexos sedimentaris, proglacials i juxtaglacials, escollits corn a localitats tipus. Els resultats obtinguts poden sintetitzar-se en el quadre de la figura VIII.1 que relaciona la cronologia de Ies fases del darrer cicle glacial als Pirineus amb Ies sequències i l'evolució dels diferents complexos glàcio-Iacustres estudiats.; A regional synthesis of the glacial phases corresponding to the last glacial cycle in the Pyrenees is presented in this work. Moreover, an absolute chronology for each one of these phases is proposed: • The Premaximum stabilization phases are previous to 50000 years BP. • The Glacial maximum phase is placed between 45000-50000 years BP. - The Postmaximum stabilization phase is placed between 31000-45000 years BP. - The Valley-glaciers phase is previous to 26000 years BP. • The Altitude-glaciers phase is placed between 13000-16000 years BP. - The Rock glaciers phase is placed between 10000•11000 years BP. - The Little Ice Age is placed between 100-300 years BP. It is convenient to highlight that the age of the last glacial maximum in the Pyrenees, as it happens in the Vosgues massif (Seret et al., 1990), is clearly diachronic with the age of the last glacial maximum established for the northern Europe and northern America continental ice-sheets around 18000 years BP. The main glaciolacustrine environments related to the last glacial cycle in the Pyrenees are also described. Several proglacial and juxtaglacial sedimentary complexes have been chosen as type-localities for this study: - The proglacial moraine-dammed complex of Seminari de Vilaller (Noguera Ribagorçana basin). - The proglacial complexes related lo overdeepened basins of Barruera (Noguera de Tor basin), Bono (Noguera Ribagorçana basin), Benasc (Ésera basin) and Esterri d'Aneu (Noguera Pallaresa basin). - The juxtaglacial complexes of Llestui (Noguera Ribagorçana basin) and Cerler (Ésera basin). The main results of this work are synthesized in a figure (see fig. VlII.1) which correlates the proposed chronology for the last glacial cycle in the Pyrenees with the sedimentary sequences and the evolution of the several glaciolacustrine complexes studied.

Seismic Oceanography: A New Tool to Characterize Physical Oceanographic Structures and Processes

Tue, 12 Apr 2011 13:45:14 GMT
Seismic Oceanography: A New Tool to Characterize Physical Oceanographic Structures and Processes Buffett, Grant George Large scale global oceanic circulation redistributes heat and freshwater and therefore affects global climate. One of its main forcing mechanisms is, in addition to surface heat and freshwater fluxes, the diapycnal (across lines of equal density) mixing in the ocean interior. The energy needed to drive the mixing processes is mainly provided by tides and wind [Wunsch, 2002]. It is transformed into internal wave energy, cascading through a range of smaller scales leading finally into turbulence and molecular dissipation. Water masses in the ocean are stratified and often separated by relatively thin layers with strong gradients in temperature and/or salinity across which heat and mass transfer occur in order to maintain global circulation and stratification. However, these processes are difficult to observe in practice. Below a few meters, the ocean is opaque to light, and thus to direct optical observations of deep processes [Thorpe, 2005]. Therefore, the development of scientific methodologies and instruments to directly or indirectly measure processes in the ocean interior are of high importance to understanding those processes and their implications.

The motivation behind this research is two-tier: 1) broadly, and academically, it is the scientific curiosity of understanding the ocean in order to better comprehend its role in the context of Earth systems; 2) expressly, the motivation is to develop the methodological toolset necessary to observe the ocean on a spatial and temporal scale not possible with traditional oceanographic techniques, thus allowing the foundation of more accurate models of ocean circulation and thereby, ocean-climate interactions.

The toolset is emerging as a robust technique of physical oceanography known as 'seismic oceanography'. By definition, seismic oceanography is the application of multichannel seismic (MCS) reflection profiling to physical oceanography. This definition, however, could be subject to future revision and refinement because the development of seismic oceanography observational tools will inevitably lead to newer perspectives.

The Mediterranean Outflow Water (henceforth, MOW) is a natural laboratory for seismic oceanography. The MOW was chosen to test seismic reflection in oceanography for three main reasons: 1) The strong oceanographic signature of the MOW. Due to the penetration of the MOW into the North Atlantic through the Strait of Gibraltar, strong characteristic contrasts in temperature (1.5 °C) and salinity (0.3 psu) and thus, density (0.4 kg/m3) are observed between the MOW and the surrounding Atlantic waters [Baringer and Price, 1997]. These contrasts in density (along with sound speed) are the contributing factors to reflection coefficient, making the identification of structures and processes possible. 2) The large variety of oceanographic and topographic features, such as a continental slope, undulating seafloor (including seamounts and basins) and mesoscale Mediterranean salt lenses (meddies). These structures and processes are believed to play an important role in maintaining the temperature and salinity distribution in the north Atlantic [Bower et. al., 1997]. 3) Finally, extensive archived data sets of bothoceanographic and seismic data place interpretive constraints on the data collected.

Part I of this thesis consists of two peer-reviewed papers published by the author and coauthors (Chapters 1 and 2), one manuscript submitted for publication (Chapter 3) and two published peer-reviewed research letters that the author played a lesser role developing (Chapter 4). Part II of the thesis addresses the seismological (Chapter 5) and oceanographic backgrounds (Chapter 6) in the context of some of the structures and processes that are amenable to seismic ensonification. Part III consists of general discussions and conclusions (Chapter 7) and potential future research and development (Chapter 8).; La motivació que hi ha al darrera d'aquest treball es pot separar en dos nivells: 1) En termes generals, i acadèmicament, és la curiositat purament científica d'estudiar l'oceà per tal de comprendre millor el seu paper en el context de les Ciències de la Terra; 2) Concretament, la motivació és desenvolupar les eines necessàries per a observar l'oceà a una escala espaial i temporal que no és possible amb les tècniques tradicionals oceanogràfiques, permetent així generar models més precisos de circulació oceànica i, per tant, de les interaccions oceà-clima.

L'objectiu a curt i mitjà termini d'aquesta tesi és el desenvolupament de noves eines d'oceanografia física que proporcionin noves perspectives sobre la dinàmica oceànica. Aquest conjunt d'eines està emergint com una metodologia sòlida dins de l'oceanografia física coneguda com 'oceanografia sísmica'. Per definició, l'oceanografia sísmica és l'aplicació de la sísmica de reflexió multicanal (MCS) a l'oceanografia física. Aquesta definició, però, podria estar subjecte a una futura revisió i perfeccionament, ja que el desenvolupament d'eines d'oceanografia sísmica inevitablement donarà lloc a noves perspectives.

La part principal d'aquesta tesi la constitueixen quatre articles, publicats per l'autor i co-autors al llarg del seu període d'investigació (capítols 1, 2 i 4); així com un article sotmès (Capítol 3). En la segona part, com a suport per als lectors no familiaritzats, s'aborden els antecedents sismològics (Capítol 5) i oceanogràfics (Capítol 6) en el context d'algunes de les estructures i processos que són susceptibles de ser identificats mitjançant la sísmica. Les conclusions generals es presenten en el Capítol 7 i en el Capítol 8 es donen algunes recomanacions per a futures investigacions i desenvolupaments (Part III). La tesi es complementa amb quatre apèndixs, on a banda d'un ampli resum en català (Apèndix I), hi ha els diagrames de flux utilitzats per l'autor en el processament de les dades sísmiques (Apèndix II), un conjunt de set desplegables de les seccions sísmiques en gran format (Apèndix III) i finalment un glossari de termes útils per ajudar als lectors no iniciats en qualsevol de les branques de la sismologia o l'oceanografia (Apèndix IV).

Estudi del glaciarisme quaternari de les Altes Valls de la Ribagorça

Tue, 12 Apr 2011 13:45:12 GMT
Estudi del glaciarisme quaternari de les Altes Valls de la Ribagorça Vilaplana, Joan Manuel El present estudi està enquadrat dins d'una sèrie de treballs de geomorfologia regional del Pirineu, que s'han fet i s'estan fent per diversos investigadors de la Universitat de Barcelona. La majoria d'ells tracta d'una manera prioritaria el paper morfogenètic del glaciarisme quaternari de la serralada pirinenca, tot i que en alguns casos, els altres sistemes morfogenètics existents són tractats exhaustivament.

A partir de la tesi de llicenciatura realitzada sobre el mateix tema a les Valls d'Andorra, on vaig aplegar l'estudi geomorfològic juntament amb el sedimentològic, he intentat aprofundir en aquest últim aspecte de cara a obtenir una més gran informació del fet geològic glacial.

Així doncs, he de dir que, tot i considerant el present treball com un estudi regional, s'han definit els següents objectius:

- Paper morfogenètic del glaciarisme quaternari i, en un segon nivell, el dels altres sistemes acompanyants (periglacial, fluvial, lacustre, etc.)

- Estudiar la petrografía i sedimentologia dels dipòsits glacials i dels altres sediments relacionats per tal de:

a) - definir els diferents tipus de tills existents en aquesta àrea del Pirineu, en funció de les classificacions actuals.

b) - reconstruir models deposicionals lligats a l'ambient glacial quaternari.

c) - Establir una estratigrafía relativa dels dipòsits quaternaris a nivell de la conca estudiada, i intentar la seva correlación amb d'altres punts a nivell de serralada.

Las formaciones cuaternarias del delta del Llobregat

Tue, 12 Apr 2011 13:45:08 GMT
Las formaciones cuaternarias del delta del Llobregat Marquès i Roca, M. Àngels Cuando se aborda el estudio de un determinado tema desde una perspectiva científica es frecuente que muchos de los problemas que rodean al mismo dejan de serlo, pero al mismo tiempo surgen multitud de nuevas incógnitas. Ello es posible principalmente por dos motivos. Por una parte, al recopilar información sobre dicho tema, es habitual que se obtengan nuevos datos que aportan matices distintos a los existentes hasta el momento y abren perspectivas de estudio insospechadas. Por otra parte, conforme el estudio va progresando es habitual que los objetivos marcados inicialmente se vayan cambiando, por lo que las hipótesis de partida (que entonces eran totalmente válidas) se van transformando a la luz de los nuevos datos obtenidos.

En el caso que nos ocupa, hasta que se realizó el primer informe (elaborado por el S.G.O.P. y la Comisaría de Aguas del Pirineo Oriental) en que se daban a conocer los grandes rasgos litológicos del delta del Llobregat, los conocimientos sobre éste eran muy escasos y dispersos, por lo que existían unas incógnitas básicas clásicas, tales como conocer las potencias del cuaternario, la naturaleza del zócalo, etc. A estos problemas se añadían otros cuya resolución permitiría conocer de qué modo habían quedado reflejadas las pulsaciones cuaternarias en el terreno y en definitiva cuál era exactamente el proceso evolutivo del delta.

Por ello, en primer lugar intentamos reunir de un modo exhaustivo todos los datos existentes sobre el delta. Una vez comprobada su escasez y dado su interés propio, ampliamos el estudio a las reseñas sobre el cuaternario de las zonas próximas, es decir, al valle inferior y zonas limítrofes al delta. Esperamos ue este esfuerzo resulte útil también a todos aquellos que necesiten información geológica sobre este pequeño sector de Cataluña. Otro trabajo imprescindible, aunque no ha quedado reflejado directamente en la presente memoria, ha sido el estudio de las características de varios modelos de delta, en particular el del Mississippi, el del Ródano y el del Ebro. Dicho estudio nos llevó a la necesidad de profundizar sobre el concepto de delta y las maneras de abordar su definición.

En nuestro caso, hemos denominado complejo deltaico a una masa sedimentaria formada por un conjunto de secuencias típicamente progradativas ("offlap" o cisclamiento) y otras transgresivas. Para llegar a conocer estas secuencias ha sido necesario obtener una serie de datos de tipo litológico y paleontológico. Por ello hemos abordado el estudio sedimentológico de las muestras y en cuanto al paleontológico hemos dedicado especial interés a las características o condiciones ecológicas requeridas por las diferentes especies determinadas.

También ha sido imprescindible conocer las características de los diferentes factores que influyen en la evolución deltaica, ya que muchos de ellos (como las características de la cuenca de deposición o el régimen fluvial) son los que determinan directamente el valor o resultado de la relación entre la dinámica fluvial y marina.
Por último, hemos creído imprescindible incluir la información de base recopilada, ya que puede ser utilizada y retrabajada en cualquier momento a la luz de nuevos conocimientos o con otros objetivos distintos de los propuestos en nuestro trabajo. Evidentemente no todos los problemas han quedado resueltos, sino que en realidad se han abierto nuevas perspectivas y quizás ha cambiado el planteamiento de algunas cuestiones.

Estudi estructural de l'enllaç entre la Serralada Ibèrica i la Serralada Costanera Catalana

Tue, 12 Apr 2011 13:45:06 GMT
Estudi estructural de l'enllaç entre la Serralada Ibèrica i la Serralada Costanera Catalana Guimerà i Rosso, Joan J. L'objectiu d'aquest treball és l'estudi de l'estructura i de l'evolució tectònica durant el Terciari d'un sector del nordeste d'Ibèria que comprèn part de les tres unitats tectòniques principals que s'hi han diferenciat clàssicament: la Serralada
Ibèrica, la Serralada Costanera Catalana i la Conca de l'Ebre. Més concretament, els objectius del treball poden resumir-se en els punts següents: (1) Estudi de les macrostructures formades durant la compressió alpina, diferenciació de les diverses direccions produïdes i establiment de les relacions temporals i espacials entre elles. (2) Estudi de les macrostructures formades durant la distensió neògena i de les seves variacions espacials. (3) Establiment, a partir dels resultats anteriors, de quina ha estat la cinemàtica de les macrostructures que es van formar i que van actuar durant els dos processos anteriors, compressiu i distensiu. (4) Discutir el o els models dinàmics que es puguin deduir a partir de les conclusions dels apartats anteriors. (5) Estudi de la fracturació a l'escala de l'aflorament -mesostructures fràgils-, de l'evolució que se'n dedueixi discussió de les relacions pntre les macrostructures -compressives i distensives- i les mesostructures.

A) Macrostructures formades durant la compressió:

A la Serralada Costanera Catalana predominen grans falles de sòcol, d'escala pluriquilomètrica, orientades entre N 070 E al nord i N 030 E al sud. Aquestes falles es disposen esgraonades dextralment.

La deformació més important es localitza en bandes estretes al llarg d'aquestes falles i afecta el sòcol hercinià i la cobertora mesozoica. Entre aquestes bandes es troben àrees més extenses i menys deformades.

Les faixes de sòcol han sofert un moviment direccional sinistre dominant que, sobretot en les falles d'orientació més pròxima a N 070 E, ha anat acompanyat per una convergència entre els dos llavis de la falla.

A la serralada Ibèrica dominen grans falIes de sòcol d'escala pluriquilomètrica d'orientació aproximadament NW-SE. Aquesta directriu és, també, la dominant a la cobertora mesozoica, on es manifesta per plecs i encavalcaments. Hi ha altres directrius minoritàries més pròximes a direccions N-S i E-W.

El moviment de les faIles de sòcol té components vertical invers i direccional dextre.

La Zona d'Enllaç es caracteritza per un feix frontal (septentrional) d'encavalcaments que s'estén des de Portalrubio (a l'oest) fins a Vandellós (a l'est). Aquest feix posa en contacte la Zona d'Enllaç amb la Serralada Ibèrica, la Conca de l'Ebre i la Serralada Costanera Catalana.

Els encavalcaments en superficie afecten només la cobertora mesozoica; el sòcol hercinià no hi aflora.

La geometria en planta del feix d'encavalcaments mostra dues virgacions, on les estructures orenen una orientació NE-SW, que se situen damunt les falles de sòcol NE-SW. En secció formen un sistema d'encavalcaments imbricats, amb fletxes pluriquilomètriques (10 Km com a màxim).

La deformació de la cobertora minva del nord cap al sud, passant a una àrea subtabular. Al sud del feix d'encavalcaments també s'hi han format plecs d'orientació NW-SE a la cobertora.

Les relacions espacials entre aquestes tres unitats i les seves estructures dominants mostren que (1) les virgacions del feix d'encavalcaments estan clarament relacionades amb les falles de sòcol NE-SW sinistres de la Serralada Costanera Catalana, i en són conseqüència; (2) les interferències entre les estructures NW-SE de la Serralada Ibèrica i les E-W de la Zona d'Enllaç mostren que part dels plecs NW-SE són anteriors a les estructures E-W i, posteriorment, ambdues direccions d'estructures es van desenvolupar simultàniament; (3) cal, doncs, una simultaneïtat, almenys parcial, en l'actuació de les tres direccions d'estructures.

Les edats de les deformacions compressives que es dedueixen de les relacions d'aquestes amb els materials terciaris indiquen que (1) a la Serralada Costanera Catalana es va produir des de l'Ilerdià-Cuisià (Eocè inferior) fins a l'Oligocè mitjà, com a minim, va haver-hi una migració de l'inici de la deformació des del NE cap al SW; (2) Al sector de Ja Serralada Ibèrica estudiat i a la Zona d'Enllaç l'edat de l'inici de la deformació és imprecís. Les deformacions més antigues identificades són d'edat oligocena inferior i s'estenen fins a l'Oligocè terminal: (3) en alguns llocs de la Serralada Ibèrica (als voltants de Daroca), el moviment dextre invers de les falles de sòcol NW-SE va continuar durant l'Aragonià: (4) s'observa, doncs, novament, la simultaneïtat en la deformació compressiva a les tres graris unitats estructurals de la regió estudiada.

B) Macrostructures distensives

Es van desenvolupar posteriorment a les macrostructures compressives i, en bona part, van reaprofitar les falles preexistents, Que van jugar amb moviments normals dominants, formant tot un seguit de fosses litorals (NE-SW) Que s'estenen al llarg de tota la regió estudiada i es continuen fora d'ella.

A l'extrem sud de la regió estudiada (a l'Àrea Meridional) es va produir una extensió de la cobertora mesozoica per falles d'escala hectomètrica a quilomètrica, sense que s'hi formessin fosses similars a les litorals.

Les edats de les deformacions que es dedueixen en funció dels materials que rebleixen les fosses i cubetes neògenes i de les seves relacions amb les macrostructures distensives indiquen que tant les fosses litorals com les cubetes de l'Àrea Meridional es formaren a partir del Miocè inferior (Burdigalià inferior o Aragonià inferior).

C) Hesostructures

A partir de l'estudi de les mesostructures fràgils (estilòlits, esquerdes de tensió i, principalment, falles) s'obtenen diverses solucions que es poden agrupar de la manera següent:

1) Tensors d'esforços amb sigma-1 i sigma-3 subhoritzontals i valors de R= sigma(2)-sigma(3)/sigma(1)-sigma(3) molt variats. Se'n dedueixen un màxim de dos a cada estació, dels quals un a partir d'una majoria de dades i l'altre només a partir d'una minoria. Els eixos sigma-1 de les dues solucions solen formar un angle proper als 90° i majoritàriament s'orienten al voltant de les direccions NE-SW i NW-SE.

2) Tensors d'esforços amb sigma-1 subvertical. L'eix sigma-3 s'orienta o NW-SE o NE-SW; els valors de R són molt variats i sovint pròxims a 0.

3) A les estacions on s'ha calculat simultàniament tensors amb sigma-1 vertical i horizontal, l'orientació de sigma-3 horitzontal de la solució majoritària amb sigma-1 horitzontal i de la solució amb sigma-1 vertical coincidexen la gran majoria de les vegades.

4) Els tensors amb sigma-1 horitzontal orientat NW-SE només s'han deduït a estacions fetes en materials mesozoics.

5) Els tensors amb sigma-1 horitzontal orientat entre N-S I NE-SW i els tensors amb sigma-1 vertical també s'han deduït a estacions fetes en materials neògens.

D) Relacions entre les macrostructures i les mesostructures

Les mesostructures formades, tant durant la compressió com durant la distensió, ho fan com a conseqüència de les perturbacions produïdes en el camp d'esforços regional per les macrostructres; no són, doncs, conseqüència directa d'una successió en el temps de diferents camps d'esforços regionals homogenis.

E) Evolució de la deformació

Tant les macrostructures compressives com les distensives de la regió estudiada poden ser explicades per les variacions produïdes per un mateix mecanisme a escala del nordest d'Ibèria: una col .lisió aproximadament N-S (al voltant de N 010 E) entre Àfrica i Euràsia.

Les possibilitats de variacions en la intensitat de l'esforç màxim horitzontal creat a l'interior d'Ibèria com a conseqüència de la col.lisió (amb sigma-1 o sigma-2 orientats al voltant de N 010 E) poden explicar:

1) els moviments direccionals o inversos soferts per les grans falles durant la compressió;

2) els moviments predominantment normals que tingueren durant la distensió;

3) el pas d'un tipus de moviment a l'altre i, per tant, el pas de la compressió a la distensió;

4) les variacions espacials í temporals en els moviments de les falles principals.; This Thesis deals with the structure and the tectonic evolution during Tertiary or an area comprising the Catalan Coastal Range and the north-eastern most part of the Iberian range, south of the Ebro Basin. It has been carried out taking into account not only the several major structures but also their relations to small-scale structures as analysed in 140 outcrops.

There are three main directions of structures within the studied region: NE-SW in the Catalan Coastal Range, NW-SE in the Iberian Range and approximately E-W in the Linking Zone between the former units. In all this area a Hercynian basement exist, unconformably overlain by a mesozoic cover -mainly carbonatic and Paleogene and Neogene siliciclastic rocks.

During the Paleogene compressive tectonics in the two former units the dominant structures were basement strike-slip convergent faults, dextral in the NW-SE faults and sinistral in the KE-SW ones. In the Mesozoic cover folding and faulting had similar orientations, but are more developed in the Iberian Range.

In the Linking Zone an array or E-W thrusts and raids developed which thrusted on the Iberian Range, the Ebro Basin and the Catalan Coastal Range. Two virgation of this array -structures taking a more NE-SW orientation- show the influence of the contemporary sinistral movement of the NE-SW faults.

Compressive deformation began in the Lower Eocene in the Catalan Coastal Range and, at least, in the Lower Oligocene in the Iberian Range and in the Linking Zone. It lasted until the uppermost Oligocene or the lowermost Miocene.

From lower Miocene extension have taken place: NE-SW and SW-SE major basement faults became normal faults, giving rise to the formation or rifts superimposed to the compressional former units: the tectonic inversion was very important. Extension didn't start simultaneously all over the studied area; during lower Miocene. When coastal rifts developed, dextral slip still took place into a NW-SE basement fault in the Iberian Range.

From the analysis of brittle small-scale structures three types of stress tensors can be deduced: two of them have sigma-1 horizontal and oriented NE-SW and SW-SE respectively. The third one have sigma-1 vertical and sigma-3 SW-SE. Theses small-scale structures were formed in a perturbed local stress-field due to the influence of the geometry and cinematics of major structures, both in time and space, and not the direct result of one or several large-scale geotectonic process.

Taking into account the geometry and cinematics or major structures, a near N-S direction of compression is deduced during Paleogene compression, logically caused by Africa-Iberia-Europe collision: a near E-W extension during Neogene is deduced from extensional major structures. Variations in the magnitude or stresses produced by that collision could explain the formation and succession or both Paleogene compressional and Neogene extensional major structures, which had originated within the framework or the same large-scale geotectonic process.

Estratigrafía secuencial de sistemas deltaicos en cuencas de antepaís: ejemplos de Sant Llorenç del Munt, Montserrat y Roda (Paleógeno: cuenca de antepaís surpirenaica)

Tue, 12 Apr 2011 13:45:02 GMT
Estratigrafía secuencial de sistemas deltaicos en cuencas de antepaís: ejemplos de Sant Llorenç del Munt, Montserrat y Roda (Paleógeno: cuenca de antepaís surpirenaica) López Blanco, Miguel En las sucesiones de Sant Llorenç del Munt y Montserrat se reconocen dos sistemas sedimentarios alternantes en el tiempo (abanicos aluviales y costeros, y plataformas carbonáticas) que muestran una profundización de la cuenca hacia el NW. Las facies terrígenas, mucho más importantes volumétricamente que las de plataforma carbonática, se componen de cuatro asociaciones o cinturones de facies principales: abanico aluvial, llanura de abanico costero, frente de abanico costero y talud de abanico costero.

En los sistemas de Montserrat y Sant Llorenç del Munt existen, por lo menos, cuatro órdenes diferentes de ciclicidad de tipo transgresivo-regresivo. Estos ciclos están representados por una serie de secuencias transgresivo-regresivas (secuencias de alta frecuencia, secuencias fundamentales. secuencias fundamentales. Secuencias compuestas y megasecuencias compuestas). Estas secuencias transgresivo-regresivas son de naturaleza descriptiva y han sido definidas en base a las relaciones entre diferentes facies, geometrías y trayectorias de la línea de costa. Las secuencias transgresivo-regresivas constituyen en nuestro caso la opción más adecuada para subdividir las sucesiones estudiadas en unidades aloestratigráficas. La opción de una subdivisión basada en la estratigrafía secuencial clásica (escuela EXXON) se han descartado, por la dificultad existente en el reconocimiento de los tres tipos de límites de secuencia posibles. La dificultad para reconocer superficies de máxima inundación en depósitos aluviales, junto con la complicación resultante de la posible existencia de discontinuidades importantes asociadas a momentos de máxima regresión, que se localizarían dentro de las secuencias, nos ha inclinado a desechar la opción de las secuencias estratigráficas genéticas (Galloway, 1989). Las secuencias fundamentales son secuencias transgresivo-regresivas de orden intermedio, lateralmente persistentes y cartografiables. Éstas se subdividen en dos partes o tramos principales: una parte transgresiva basal y una regresiva superior. Sus límites son superficies basales de transgresión, generalmente coincidentes con superficies de máxima regresión. Estas secuencias transgresivo-regresivas son identificables a la escala de afloramiento y sus superficies clave están marcadas por cambios litológicos y de facies claros. Las superficies de máxima inundación también son fácilmente reconocibles. Las secuencias fundamentales reflejan variaciones en el aporte de sedimento, probablemente producto de una combinación entre factores de tipo alocíclico (variaciones relativas del nivel del mar) y autociclicos (migraciones de canales, lóbulos, etc...) Las secuencias compuestas han sido definidas a partir del tipo de apilamiento de las secuencias fundamentales. Estas secuencias también se componen de una parte transgresiva (unidad transgresiva) y otra regresiva (unidad regresiva) separadas por una superficie de máxima inundación. Las secuencias compuestas pueden haberse generado en respuesta a varios factores. La actividad tectónica y los aportes sedimentarios, podrían ser, en ocasiones, los factores dominantes de control en la sedimentación de algunas de las secuencias compuestas, o al menos, de algunas de las tendencias que muestran sus unidades o sus superficies claves. De la comparación con áreas vecinas, se desprende que las superficies de máxima inundación de las secuencias compuestas de Monistrol y Manresa tienen un carácter regional, no local, que podría coincidir con los máximos transgresivos de los ciclos eustáticos 3.6 y 3.5 de Haq et al. (1987). La megasecuencia compuesta se ha definido a partir del análisis de la modalidad de apilamiento de las diferentes secuencias compuestas. Se compone de una sucesión transgresiva en la parte inferior (megaunidad transgresiva) y una regresiva (megaunidad regresiva) en la parte alta. El origen de la megasecuencia compuesta parece estar relacionado con diferentes factores de control, así como con posibles respuestas diferentes del sistema a determinados factores en diferentes, períodos de tiempo. Los cambios eustáticos globales podrían haber favorecido la regresión al final del depósito de la megasecuencia compuesta. La actividad tectónica es uno de los factores de control más importantes, produciendo variaciones en las tasas de acomodación y subsidencia, que probablemente favorecieron la primera incursión marina registrada al inicio de la megasecuencia. La actividad tectónica también parece haber controlado el aporte sedimentario, que resulta ser un factor principal, determinante de la tendencia agradacional-retrogradacional de la megaunidad transgresiva y de la tendencia progradacional de la megaunidad regresiva. Las variaciones climáticas constituyen otro posible factor de control.

En la sucesión de la Arenisca de Roda se ha determinado la presencia de dos sistemas sedimentarios: uno elástico, muy desarrollado, y otro carbonático, de menor importancia volumétrica. El sistema clástico es un complejo de abanico costero con influencia mareal que consta de cinco asociaciones de facies diferentes (llanura deltaica-abanico aluvial, "lagoon"-bahía, frente deltaico-"nearshore", sandwaves, prodelta-"offshore") no necesariamente coetáneas durante toda la evolución del sistema y que marcan una polaridad proximal-distal de NE a SW.

El complejo de la Arenisca de Roda se caracteriza por una arquitectura deposicional compleja que comprende tres órdenes principales de ciclicidad de tipo transgresivo-regresivo (secuencias fundamentales. secuencias compuestas y megasecuencias compuestas). Se han diferenciado 19 secuencias fundamentales, que son las secuencias de tipo transgresivo-regresivo de menor escala diferenciadas. Estas secuencias constan de un tramo transgresivo inferior y de un tramo regresivo superior. Debido a la variedad de facies y de características según el nivel estratigráfico, se han diferenciado cuatro tipos de secuencias fundamentales (Codoñeras. X, Y y Z). El indicador paleobatimétrico principal utilizado ha sido el paso de facies de "topset" a facies de "foreset". Se han diferenciado cuatro secuencias compuestas, que son secuencias de tipo transgresivo-regresivo, definidas a partir del apilamiento de las secuencias fundamentales según el corte del río Isábena. Estas secuencias constan de una unidad transgresiva basal con un apilamiento retrogradante, y una unidad regresiva superior, con un apilamiento progradante. Estas secuencias sólo son válidas para la sección mencionada ya que en otras secciones el apilamiento de las sucesivas secuencias fundamentales es diferente. En la Arenisca de Roda se han diferenciado dos megasecuencias compuestas, que son secuencias de tipo transgresivo-regresivo definidas a partir del apilamiento de las sucesivas secuencias compuestas y que consta de una megaunidad transgresiva basal y una megaunidad regresiva superior. Concretamente, la Arenisca de Roda incluye, de base a techo, la megaunidad regresiva de una megasecuencia compuesta y la megaunidad transgresiva de la siguiente. Estas megasecuencias compuestas son diácronas: las tendencias de apilamiento son similares, pero los cambios de tendencia no se producen simultáneamente en las diferentes secciones.

Existe cierta incertidumbre sobre la importancia relativa de los factores que controlaron el origen y desarrollo de los tres órdenes de ciclicidad definidos. Ello se debe a la ausencia de datos precisos sobre la evolución de la cuenca (datación. Evolución tectónica, evolución climática, subsidencia . )

El análisis secuencial de los sistemas deltaicos ha de basarse en una metodología de trabajo que incluye: la estratigrafía física, el análisis de facies y la datación más precisa posible de los depósitos a -estudiar. Además, se deben buscar y utilizar indicadores paleobatimétricos lo más precisos posible y reconocibles en la mayor parte de la sucesión. Sin datos sobre los dos últimos puntos anteriormente mencionados, resulta imposible cualquier intento de interpretación y discusión del valor de las secuencias como instrumentos de correlación.

Existen dos grupos de modelos de subdivisión estratigráfica: unos basados más en la interpretación y otros en la descripción. Los modelos más interpretativos son los del grupo Exxon (secuencias deposicionales), mientras que los más "descriptivos" son los propugnados por Galloway (1989a) (secuencias estratigráficas genéticas), Embry y Johannessen (1992), López Blanco (1993) (secuencias transgresivo-regresivas) o Helland-Hansen y Martinsen (en prensa).

A pesar de que los diversos modelos o metodologías de la estratigrafía secuencial presentan sus pros y sus contras, en este trabajo se ha optado por la opción de las secuencias transgresivo-regresivas, por dos motivos principales: 1) son de origen descriptivo y no interpretativo; 2) no incluyen discontinuidades mayores en su interior.

La organización secuencial de las sucesiones deltaicas está controlada por las variaciones en el tiempo y el espacio de las tasas de actuación de una serie de factores que influyen de manera combinada. Entre estos factores se incluyen: el eustatismo, la subsidencia, el clima, la fisiografía de la cuenca, la tectónica en la cuenca, la tectónica en el área fuente, los aportes sedimentarios, la producción de sedimento, y la geometría y topografía de la cuenca). Dichas variaciones pueden ser lineales, oscilatorias periódicas u oscilatorias no periódicas.

Existen toda una serie de factores que influyen de manera combinada en la organización secuencial de las sucesiones deltaicas (eustatismo, subsidencia, clima, fisiografía de la cuenca, tectónica en la cuenca, tectónica en el área fuente, aportes sedimentarios, producción de sedimento, geometría y topografía de la cuenca), así como las variaciones en el tiempo y el espacio de las tasas de actuación de estos parámetros. La variación de estos factores puede ser lineal, oscilatoria periódica u oscilatoria no periódica.
En contextos de cuencas de antepaís, los factores que influyen en la secuencialidad son muy variables tanto en el tiempo como en el espado, en particular las tasas de subsidencia y aportes sedimentarios, por lo que las secuencias diferenciables en este tipo de cuencas tienen un origen complejo, resultando muy difícil discriminar qué parámetros de control son los principales y cuáles los accesorios.

Las secuencias pueden haberse originado en respuesta a cambios de gran magnitud de uno de los factores de control, pero, secuencias de idéntica apariencia pueden haberse originado en respuesta a variaciones de parámetros diferentes.

Muchos de los cambios en los parámetros de control no tienen una periodicidad determinada, por lo que las secuencias resultantes tampoco tienen una periodicidad (o duración) determinada.

Se puede realizar una subdivisión secuencial más o menos correcta utilizando modelos no interpretativos útiles para subdividir el relleno sedimentario de la cuenca, y que no implican el reconocimiento de uno o varios factores de control de dicha secuencialidad. Sin embargo, para intentar llegar a resultados de tipo predictivo, es necesario controlar (cualitativa y cuantitativamente), el mayor número posible de los factores que controlan la ciclicidad.

Variaciones locales de subsidencia, aportes, etc., pueden hacer heterócronos los límites de secuencia a diferentes escalas. Por ello, es necesario precisar el grado de utilidad para la correlación de las secuencias diferenciadas. En general, éstas son únicamente correlacionabies en aquellos sectores en los que los parámetros de control han operado con una magnitud similar y/o presentan una periodicidad de cambio en el tiempo similar.; After the sedimentological study of the Sant Llorenç del Munt, Montserrat an Roda deItaic systems, a stratigraphic subdivision based on three different scale transgressive-regressive sequences has been developed. This subdivision has been established on the coastal facies belts from the deduced shoreline (and associated facies beIts) migration. These transgressive-regressive sequences are formed by a lower transgressive part with a deepening upwards trend and a retrogradational stacking pattern and an upper regressive part, with shallowing-upwards trend and a progradattonal stacking pattern. The lowest scale sequences (metrical) have been named "fundamental sequences". A series of "composite sequences", intermediate scale (decametric to hectometric), have been defined after the study of "the stacking pattern of the fundamental sequences. After the study of the stacking pattern of composite sequences there have been defined a series of large-scale (decametric to kilometric) "composite megasequences".

A sequential subdivision based on non interpretative models (which does not imply the recognition of a controlling factor or set of factors) can be effective. However, to reach some predictive results is necessary to estimate (qualitative and quantitatively) the greater number of controlling parameters on the cyclicity. After the analysis of the field examples, there has been demonstrated that there are three main controlling factors of the cyclicity (eustacy, subsidence and sediment supply) working in a combined way. In foreland basins the rates of action of the non-global controlling factors (subsidence and sediment supply) are variable in time and space. That variability makes sequences local for correlation purposes. Sequences will only be correlatables for those areas where the controlling-parameters have operated with a similar magnitude and a similar periodicity. Most of the changes on controlling parameters have not a determined periodicity, so, resulting sequences will not either have a determined periodicity (or duration).

Estudi de la deformació en els gneis del massís del Canigó

Tue, 12 Apr 2011 13:44:55 GMT
Estudi de la deformació en els gneis del massís del Canigó Casas Tuset, Josep Maria 1) INTRODUCCIÓ

El massís del Canigó-Carançà forma part del conjunt de massissos gnèissics que d'una manera esglaonada es troben a la zona axial del Pirineu oriental i central. Està situat al vessant francès del Pirineu català, entre les comarques del Conflent i del Vallespir. Pel nord la vall de Tet constitueix el seu límit natural; a l'oest enllaça amb Cerdanya i el Capcir; a l'est les valls de la Lentilla i de l'Ample el separen de la plana del Rosselló, i pel sud la vall del Tec i els cims del Costabona i de Roca Colom el separen de l'alta vall del Ter (Ripollès).
Com la resta de materials prehercinians de la zona axial, els gneiss del Canigó han sofert els efectes d'una complexa tectònica polifàsica herciniana, així com d'una sèrie d'aconteixements deformatius lligats a la tectònica alpina posterior. Presenta una megastructura braquiantiformal i està constituït fonamentalment per un conjunt de gneiss ocel.lars, amb característiques litològiques comparables a les dels gneiss que formen els altres massissos de la zona axial (L'Aston-Hospitalet, Mont-Lluís, Roc de Fraussa, L'Albera).

2) OBJECTIUS l ESTRUCTURACIÓ DEL TREBALL

L'objectiu fonamental d'aquest treball és el reconeixement i anàlisi, a diverses escales d'observació, del conjunt d'estructures de deformació que presenten els gneiss que formen la major part del massís, per tal d'establir la seva evolució estructural.

A partir dels anys seixanta, i fins l'actualitat, el coneixement de l'estructura dels materials prehercinians del Pirineu, ha experimentat una sèrie d' avenços molt considerables. Ara bé, des dels treballs dels autors francesos, de finals d'aquesta dècada, no han estat massa nombrosos els estudis dedicats a l'anàlisi de la deformación en els massissos gnèissics del Pirineu oriental. La major dels treballs més moderns han dedicat l'atenció al reconeixement de les deformacions sobre imposades en els metasediments infrasilurians, o bé han estat consagrats a l'estudi de determinades estructures. Això plantejava la possibilitat de dur a terme un estudi dedicat específicamente a determinar les característiques de la deformació en un massís gnèissic. En aquest sentit, el massís del Canigó ofereix unes condicions immillorables, tan per l'existència d'una sèrie de treballs anteriors realitzats fonamentalment per G. Guitard i que forneixen una base fonamental per el coneixement del massís, com per la seva extensió i les condicions d'aflorament. Durant la realització d'aquest treball hem hagut de modificar encara que només lleugerament algun dels pressupòsits inicials. D'una banda la complexitat de les "deformacions postesquistoses" (en sentit ampli) en alguns sectors del massís, el fet d'haver centrat l'atenció en l'estudi d'una sèrie de qüestions fins ara poc treballades, i la utilització d'algunes tècniques de treball que requereixen una inversió de temps considerable i no proporcionen resultats fàcilment interpretables, han fet que qüestions com l'avaluació del tipus i del règim de deformació responsable de la formació de les diverses estructures planar s reconegudes, la comparació entre l'evolució estructural dels gneiss i la dels materials de la cobertora, o la determinació precisa de les transformacions mineralògiques que sofreixen els gneiss lligades als diversos aconteixements deformatius, no tinguin un tractament específic en aquest treball. Aquest conjunt de temes entrarien doncs a formar part de les nombroses qüestions encara pendents, i que requereixen el desenvolupament de treballs posteriors, probablement més selectius i no tan diversificats com el present estudi.

Pel que fa al seu plantejament i desenvolupament, aquest treball està estructurat en tres parts fonamentals. A la primera (capítols II i III) es fa un breu repàs a l'estat actual de coneixements sobre els problemes que planteja l'estructura dels materials hercinians del Pirineu. Es fan també algunes consideracions prèvies sobre la terminologia i nomenclatura emprades, i sobre la problemàtica de les fàbriques del quars i la seva relació amb les estructures mesoscòpiques de deformació. A la segona part (capítols IV, V i VI) es descriuen les característiques de les diverses estructures de deformació reconegudes en els gneiss, a diverses escales d'observació, i es fa un intent de reconstruir la seva evolució estructural. A tall de comparació, i/o per establir determinades relacions cronològiques relatives, o per precisar les relacions amb els processos metamòrfics, es comparen les estructures dels gneiss amb les dels micasquistos o amb les d'altres roques deformades que formen part del massís. A la tercera part es discuteixen alguns dels resultats obtinguts ,i es fan algunes consideracions sobre els tipus fonamentals d'orientació cristal.logràfica preferent observats en els gneiss afectats pels diversos aconteixements deformatius.

Geologia de l'Illa de Livingston (Shetland del Sud, Antàrtida). Del Mesozoic al Present

Tue, 12 Apr 2011 13:44:53 GMT
Geologia de l'Illa de Livingston (Shetland del Sud, Antàrtida). Del Mesozoic al Present Pallàs i Serra, Raimon Aquest treball es basa en les dades recollides al llarg de quatre campanyes de camp a l'Illa de Lívingston (Shetland del Sud. Antàrtida). L'objectiu principal és donar una visió coherent de la geologia del conjunt de l'illa, dins del seu marc geològic regional. La tesi comprèn (1) una síntesi geològica regional, (2) una compilació de dades sobre la geologia mesozoica a quaternària de l'Illa de Livingston i (3) una discussió de diversos punts clau de l'evolució geològica, amb especial èmfasi en la geomorfologia i la història quaternària. Els resultats més importants els sintetitzem a continuació:

L'Illa de Lívingston es divideix en diversos blocs tectònics. Les falles que separen els diferents blocs estan directament relacionades amb l'obertura del rift neògen de Bransfield. La tectònica de blocs influencia les variacions espacials en la intensitat d'erosió, l'aflorament de nivells més o menys profunds de la successió estratigràfica i. conjuntamente amb l'erosió diferencial, la distribució de les unitats fisiogràfiques.

Les plataformes d'erosió marina que es troben fins a una altitud de 120 m tenen una edat de Miocè inferior a Pleistocè. Aquestes plataformes s'han pogut formar únicament durant els estatges interglacials o durant períodes interglacials anteriors, quan el substrat es trobava parcialment descobert de gel i era susceptible a ser afectat pels processos d'erosió marina.

Les Illes Shetland del Sud, probablement han experimentat aixecament tectònic des dels inicis de l'obertura del rift de Branstield. L'aixecament tectònic no ha superat la velocitat
nutjana de 0.4 m/ka. A aquest aixecament tectònic relativament lent, l'arxipèlag ha estat afectat per altres moviments verticals d'orígen glàcio-isostàtic, molt més ràpids, associats a les fluctuacions glacials del Quaternari i del Terciari superior.

Durant el Darrer Màxim Glacial (al voltant de 21-18 ka B.P.), el gruix màxim de glaç a 1'Illa de Livingston probablement se situava entre 500 i 700 m. amb la qual cosa el glaç es trobava en contacte amb el substrat rocós fins a una profunditat de més de 400 m per sota del nivell del mar actual. Aquesta reconstrucció és compatible amb la presència d'un únic casquet glacial que hauria recobert el conjunt de l'arxipèlag de les Shetland. Si el temps de desglaçament proposat per la zona de la Peninsula Antàrtica és correcte (al voltant de 10 ka B.P.), el nivell de màxima inundació durant l'Holocè no hauria superat els 25-30 m. El desglaçament de l'arxipèlag i de la Península Antàrtica ha produït un aixecament glàcioisostàtic des de 10 ka B.P. L'emersió resultant ha permès la sedimentació de les platges aixecades Holocenes. Aquest model evolutiu implica que les platges situades a més de 30 m d'altitud sobre el nivell del mar actual han de ser pre-Holocenes, que es van haver de sedimentar durant algun període interglacial pleistocè i que han d'haver-se preservat parcialment, malgrat haver estat cobertes pel gel durant una o més glaciacions.

El registre glacial a l'Illa de Livingston permet de reconèixer un mínim de quatre fases glacials. Les dues fases glacials més antigues tenen una edat superior a 6.000 a B. P. i probablement registren fases d'estabilització o reavenç glacial associades al darrer màxim glacial o a la deglaciació posterior. Les dues fases glacials més recents són posteriors a 720 ka B.P. i s'inclouen dins de la Petita Edat del Gel.; Livingston Island is divided into several tectonic blocks. Faults bounding these blocks are directly related to opening of the Neogene Bransfield rift Tectonic block movements influence the spatial variations in erosion intensity, the outcrop of deeper or shallower stratigraphic levels and, together with differential erosion, the distribution of physiographic units.

Marine erosion platforms located at around 120 m and below have an early Miocene to late Pleistocene age. Platforms could only have been cut during interglaciations or nonglacial periods, when the substrate was locally free of ice and susceptible lo modification by marine processes. The South Shetland Islands probably underwent tectonic uplift after the first stages in the evolution of Bransfield rift. The tectonic uplift was produced at an average of less than 0.4 m/ka. Superimposed on this relatively slow tectonic uplift movement, the archipelago has been affected by other much faster vertical movements of glacio-isostatic origin, associated with Quatenary and late Tertiary glacial fluctuations.

During the Last Glacial Maximum (around 21 to 18 ka), Ice on Livingston Island probably had a maximum thickness of about 500 to 700 m and was grounded at depths of more than 400 m below present sea level, which is consistent with a single ice cap covering the whole central South Shetland Islands. If the assumed timing of deglaciation in the South Shetland Islands and the Antarctic Peninsula is correct, the maximum Holocene inundation would not have been 25 to 30 m. Deglaciation of the archipelago and the Antarctic Peninsula has produced glacio-isoslatic uplift since 10 ka BP. The resulting emergence allowed deposition of the Holocene raised beaches. This evolutive model implies that beaches or residual beaches above 30 m must have been deposited during interglaciations prior to the Holocene and must have been partially preserved in spite of being covered by ice during one or more glaciations. Several glacial phases are recognised from at least 6.4 ka BP to Present. We distinguish two recent glacial phases, at 720-330 years BP and at 300 years BP to Present.

Modelització d'estructures bidimensionals per prospecció elèctrica en corrent continu

Tue, 12 Apr 2011 13:44:47 GMT
Modelització d'estructures bidimensionals per prospecció elèctrica en corrent continu Queralt i Capdevila, Pilar La modelització numèrica és l'eina més potent per resoldre el problema directe de la prospecció elèctrica en models que presenten una distribución complicada de la resistivitat.

En aquest treball es presenta el disseny d'un algorisme de modelització d'estructures bidimensionals per prospecció elèctrica en corrent continu. Les aplicacions de l'algorisme que es presenten cobreixen part del buit existent actualment en la modelització per al sondatge elèctric vertical amb dispositiu Schlumberger, que és, possiblement, el més utilitzat en la pràctica.

1) ALGORISME DE MODELITZACIÓ

L'algorisme de modelització que s'ha desenvolupat i el programa que s'ha construït a partir d'ell permeten l'estudi de qualsevol estructura bidimensional. L'algorisme es basa en el mètode dels elements finits i generalitza els anteriors algorismes existents basats en aquest mètode. Resol directament el problema pel potencial total i inclou la modelització d'estructures bidimensionals tant en presència d'elèctrodes de corrent lineals (problema bidimensional) com d'electròdes puntuals (problema tridimensional). A més, contempla diferents tipus possibles de condicions de contorn: condicions de Dirichlet, de Neumann i mixtes; en particular, unes mixtes basades en el comportament asimptòtic del potencial a grans distàncies de 1'elèctrode. Tanbé dóna solució a la problemàtica del càlcul pel potencial en direccions no perpendiculars a la de l 'estructura, en particular en la direcció paral.lela.

L'estudi del problema tridimensional ha comportat la utilització del potencial espectral per tal d'eliminar la dependència del potencial amb la direcció de l'estructura ("strike direction"). A partir del potencial espectral es determina el potencial antritransformat. El potencial transformat s'ha estudiat en detall i s'han determinat criteris òptims per al seu càlcul numèric, que faciliten la resolució del potencial en la direcció paral.lela a l'estructura tridimensional. De l'anàlisi de les aproximacions incloses en l'algorisme i de les fonts d'errors inherents al propi mètode numèric, hem obtingut uns criteris metodològics per l'elecció de la xarxa de discretització.

La validesa de l'algorisme i el correcte funcionament dels programes han estat comprovats pels models dels quals es disposa d'una solució analítica (models de control): model homogeni, models estratificats i un model dc contacte vertical entre dos medis. Pels models més complexos es realitza un estudi de la convergència i l'estabilitat de les solucions obtingudes numèricament.

2) APLICACIONS

Com a aplicació de la modelització realitzada amb el nostre algorisme, es els casos més freqüents d'estructures bidimensionals, considerant a la vegada diferents configuracions del dispositiu electròdic. Aquests són:

- L'estudi de l'anomalia creada per un cilindre resistitiu en un medi homogeni en 1'aproximació de potencial bidimensional i utilitzant el dispositiu gradient.

- Utilitzant el dispositiu dipol-dipol s'afronta el problema de la detectabilitat d'un dic rectangular conductor en funció de les dimensions del dispositiu i de la fondària a la que es troba el dic.

- S'ha dedicat especial atenció als diferents efectes i anomalies que es presenten en els sondatges elèctrics verticals amb dispositiu Schlumberger. Els models estudiats han estat:

- Efectes d'inhomogeneitats a l'entorn dels elèctrodes de potencial.
- Efecte d'un esglaó en la superfície.
- Efectes laterals produïts per contactes verticals i desnivells.
- Efectes laterals produïts per un "horst" en el basament.
- Efectes topogràfics sobre medis estratificats.

La resolució d'aquests models ha portat a l'elaboració d'un conjunt d 'àbacs que permeten mostrar la morfologia de les corbes de resistivitat aparent i observar la influència dels diferents paràmetres dels models. Aquests àbacs són de gran utilitat a l'hora de realitzar la interpretació i/o d'efectuar correccions d'aquests efectes.

Els efectes depenen del model patricular considerat. Els resultats indiquen que aquests efectes no són en general menyspreables i s'han detenir en compte quan es fa la interpretación, tal com mostrem a l'exemple de la interpretació d'una estructura bidimensional (con és un horst) mitjancant un model unidimensional, on es tendeix a sobrevalorar la fondària del basament.

Com a conclusió general es pot afirmar que s'ha donat una solució a cada problema específic de la modelització d'estructures bidimensionals per prospección elèctrica en corrent continu i que es disposa de la infrastructura per abordar cada problemàtica geològica concreta amb independencia de si és o no és aproximable al clàssic model estratificat.; In this work, an algorithm to direct current resistivity modelling for two-dimensional structures has been developed. The algorithm is based on the finite element method and it permits the use of different kinds of boundary conditions: Dirichlet conditions, Neumann conditions and mixed conditions, specially the ones using the assymptotical behaviour of the potential far to current electrode. Even though the resistivity distribution model is 2-D, due to the fact that source is a point, the problem is tridimensional and to avoid the dependence of the potential on the strike direction, the Helmholtz equation for the potential must be solved. We have studied the general behaviour of the potential's spectrum to find out some criteria to calculate the potential in any direction, in particular in the strike direction.

The validity of the algorithm and the good working of the programs have been checked with models that have analytical solutions. We have studied for complex models the stability and the convergence of the numerical solution and we have made also an analysis of the different error sources and of the aproximations considered in the algorithm.

Finally, we have used the algorithm to calculate apparent resistivity curves for VES over a stratified medium with several lateral and topographic effects (a hill, a valley, a step, small heterogeneities around the electrodes, a horst in the basement). We also presented other model curves for gradient array and dipol-dipol array. This systematic study can provide information about the general characteristics of the curves, the influence of the different parameters of the model and it allows have an insight to the situations where the lateral or the topographic effect must he taken into account.

Estructura de la Conca Catalano-balear: paper de la compressió i de la distensió en la seva gènesi, L'

Tue, 12 Apr 2011 13:44:47 GMT
Estructura de la Conca Catalano-balear: paper de la compressió i de la distensió en la seva gènesi, L' Roca i Abella, Eduard L'objectiu principal d'aquesta memòria és l'estudi de l'estructura i evolució tectònica, durant el Cenozoic, de la Conca Catalano-balear, entenent com a tal a la conca desenvolupada durant el Neogen entre la Serralada Ibèrica-Cadenes Costaneres Catalanes i el Sistema Bètico-balear. L'estructura i l'evolució mesozoica de l'àrea estudiada, encara que no constitueix per sí mateixa un objectiu primordial d'aquest treball, ha estat analitzada breument, ja que va condicionar en gran part l'estructura i evolució cenozoica de la Conca Calalano-balear.

L'ordenació dels objectius parcials del present treball mostra el mètode seguit per aconseguir l'objectiu principal de la tesi: 1.- Caracteritzar l'estructura submergida de la Conca Catalano-balear (solc de València) a partir de dades de subsòl (sísmica de reflexió, sondatges, etc); 2.- Contrastar i comparar aquesta amb l'observada a les parts emergides de la conca; 3.- Reconèixer els principals trets de l'evolució litosfèrica de l'àrea estudiada; 4.- Quantificar, a partir de les dades obtingudes amb els treballs anteriors, els diferents processos cinemàtics que van actuar en la regió de la Conca Catalano-balear durant el Cenozoic; 5.- Elaborar i proposar un model evolutiu de la Conca Catalano-balear, que integri totes les dades obtingudes.

Els resultats oblinguts a partir del desenvolupament de tot aquest conjunt de treballs poden sintetitzar-se en els següents punts:

1) L'estructura cenozoica de la Conca Catalana-balear es caracteritza per la presència de dos dominis diferentment estructurats i que presenten una diferent evolució tectònica al llarg del Neogen: el domini catalano-valencià que inclou les àrees de la conca només afeclades per una tectònica extensiva (àrees NE i N del solc de València, Cadenes Costaneres Catalanes i SE de la Serralada Ibèrica) i el domini bètico-balear que comprén les àrees afectades pels encavalcaments i plecs de l'orogen bètico-balear (SE del solc de València. Promontori Balear i Bètiques orientals).

L'estructura del primer (catalano-valencià) correspon a un extens sistema de horsts i grabens limitats per falles ENE-WSW a N-S que presenten un nivell de desenganxameJnt situat a uns 10-15 km. En aquest sistema extensional, poden distinguir-se: a) una zona marginal (NW de la conca) caracteritzada per falles normals amb un desplaçament quilomètric, i b) una zona central, ben preservada únicament en els sectors més septentrionals de la conca, en la que, si bé la litosfera està molt més aprimada, la deformació superficial neògena està molt poc desenvolupada. D'acord amb aquesta geometria es dedueix que l'extensió va realitzar-se segons un model de cisalla pura. L'activitat tectònica extensiva que va donar lloc a aquesta estructura, si bé s'ha perllongat atenuadament fins l'actualitat, va desenvolupar-se enlre l'Oliogè superior i el Burdigalià superior.

El domini bètico-balear, ve caracteritzat, per la seva banda, per la presència d'un sistema d'encavalcaments i plecs dirigits majoritàriament cap al NW que es corresponen a la perllongació nordorienlal del Sistema Bètic. Les làmines d'encavalcament que d'aquest domini mostren una seqüència d'emplaçament a gran escala de tipus coll-i-bé ("piggy·back") i presenten un nivell de desenganxament basal lleugerament inclinat al SE que se situa a uns 10-12 kOl de profunditat per sota el Promontori Balear. Associat al col.lapsament de l'edifici cantractiu bètico-balear (Serraval.lià/Quaternari), en gran pan d'aquestes làmines d'encavalcament es troben desenvolupats sistemes de falles normals lístriques que, clarament posteriors al seu emplaçament compressiu, resulten de la reactivació en sentit normal dels plans d'encavalcament. Aquestes falles normals donen lloc a l'estructuració de les parts internes de l'edifici bètico-balear en un sistema de horsts i grabens orientals preferentment NE-SW.

2) Dins de l'estructuració neògena d'aquests dos dominis es pot diferenciar: a) una etapa oligoceno superior-miocena mitjana de fona activitat tectònica en la que es va formar el sistema de Rift del domini catalano-valencià i es van emplaçar els encavalcaments del domini bètico-balear: í b) una etapa mioceno mitjana-qualernària, en la que al mateix temps que col.lapsa extensivament l'edifici contractiu bètico-balear, té lloc una marcada atenuació de l'activitat tectònica extensiva del domini catalano-valencià.

3) D'acord amb aquesta evolució geodinàmica amb una primera etapa de rining i de flexió litosfèrica (lligada a l'emplaçament dels encavalcaments bètico-balears) i una segona etapa d'atenuació d'aquests dos processos, l'anàlisi de subsidència de l'àrea mostra que l'àrea de la Conca Catalana-balear es caracleritza per: i) un primer estadi, contemporani a la formació de la conca (Oligocè superior-Miocè mitjà), marcat per una important subsidèncía tectònica que és màxima en les àrees centrals de la conca i arran del Promontori Balear; i ii) un segon estadi (Miocè mitjà-Quaternari) en el que la subsidència tectònica decreix gradualment.

4) La formació i posterior evolució de la Conca Catalana-balear va anar acompanyada d'una extensa activitat magmàtica, que es caracteritza per la presència de dos cicles volcànics ben diferenciats: a) un cicle miocè inferior-mitjà representat per roques calcoalcalines de tipus piroclàstic andesític i silícic: i b) un cicle miocè superior-quaternari de caràcter alcalí format principalment per roques basàltiques que afloren principalment al llarg de la zona de fractura Nord-balear.

El primer cicle, contemporani a la formació de la Conca Catalano-balear, denota la fusió d'escorça continental en un context geodinàmic regional caracteritzat per la subducció cap al NW de la placa africana sota Ibèria. En canvi, el cicle posterior alcalí enregistra un marc geodinàmic extensiu caracteritzal per un increment progressiu de la taxa d'extensió en el mantell.

5) La Conca Catalano-balear. per tant, no es correspon a una simple conca de rift, sinó que resulta principalment de a) el desenvolupament d'una situació extensiva que, durant l'Oligocè superior-Miocè inferior, va generar un significant aprimament litosfêric i la formació d'una conca de rift; i b) l'edificació, en el seu marge sudoriental i entre l'Oligocè terminal-Miocè mitjà, d'un edifici d'encavalcaments que, en la seva propagació cap el NW, va donar lloc a una disminució pmgressiva de l'àrea ocupada per la conca, En tal sentit, cal considerar la Conca Catalano-balear com una conca extensiva que va evolucionar en el temps a conca d'avantpaís de l'edifici orogènic bètico-balear.

Posteriorment, també han intervingut en la configuració actual de la conca l'extensió relacionada amb el col.lapsament de l'edifici contractiu bètico-balear (Miocè mitjà-Quaternari) i l'ascens més que probable del mantell astenosfèric.

6) Prèviament a la foonació de la conca cenozoica Catalano-balear, s'ha constatat que l'àrea havia estat sotmesa: primer a) a una situació extensiva mesozoica que va donar lloc a un volcanisme alcalí i a la formació d'àmplies i profundes cubetes orientades l'E-SW i WNW-ESE llue s'aprofundeixen gradualment cap al SE (Tetis); i segon, b) a una etapa compressiva N-S, d'edat paleògena, que va originar l'aixecament de l'àrea de la Conca Catalano-balear a partir del moviment contractiu de les falles que limitaven les antigues cubetes mesozoiques.

Les estructures tectòniques formades el Mesozoic no només van controlar i condicionar les característiques geomètriques de l'estructuració compressiva paleògena, sinò també les de l'estructuració extensiva de la Conca Catalano-balear. En aquest sentit, s'ha constatat que: i) Les deformacions contractives i extensives cenozoiques es concentren en els marges de les antigues cubetes mesozoiques, de manera que la major part de les falles cenozoiques són el resultat de la reactivació de les falles normals mesozoiques; ii) la distribució areal de la Conca Catalano-balear coincideix en gran part de l'àrea que recobrien les cubetes mesozoiques Catalana í de les Columbrets.

7) L'evolució postherciniana de l'àrea de la Conca Catalano-balear, així doncs. pot subdividir-se en 5 grans etapes, el trànsil entre les quals, generalment, s'inicia primer en les parts nordorientals de l'àrea i va migrant progressivament cap al SW.

- Permià-Cretaci superior. Relacionada amb l'obertura de l'Atlàntic i Tetis. durant aquest període l'àrea de la Conca Catalano-balear va ser sotmesa a una situació extensiva que va donar lloc a un aprimament cortical notable (>35%), un vulcanisme alcalí d'edat Triàsic superior i Juràssic mitjà, i a la formació d'un seguit de cubetes i llindars limitats per falles normals NE·SW i WNW-ESE.

-Cretaci superior-Oligocè superior. Durant aquest període, la part oriental d'Ibèria va ser afectada per un regim compressiu induït per la col.lisió entre les plaques ibèrica i euroasiàtica. Aquest nou règim va donar lloc a l'aixecament de les cubetes mesozoiques prèviament subsidents com a resultat de la inversió tectònica de les falles extensionals que les limitaven. La cinemàtica d'aquestes falles durant aquest període va venir controlada per la relació angular que guardaven els seus plans envers la direcció de compressió regional; així, mentre les orientades perpendicularmente a la direcció de compressió N-S es van reactivar com a encavalcaments (p,e, Zona d'Enllaç i Pirineus), les disposades obliquament van removilitzar-se amb un important component direccional (p.e. Cadenes Costaneres Catalanes i Serralada Ibèrica).

- Oligocè superior-Miocè inferior. Relacionada amb l'obertura de la Conca Liguro-provençal, l'àrea ocupada per l'actual Conca Catalano-balear va ser sotmesa de nou a un règim extensiu que es va manifestar mitjançant l'enfonsament i aprimament de les àrees aixecades durant el Paleògen, i el desenvolupament d'un sistema de horsts i grabens al llarg del domini catalano-valencià. Sincrònicament, al SE de la posició actual de les illes Balears, va iniciar-se l'emplaçament cap al NW de les primeres làmines d'encavalacament bètiques i van extruir roques volcàniques calcoalcalines, processos que semblen indicar el començament de la subducció d'Àfrica sota Ibèria.

- Miocè inferior-Miocè mitjà. La Conca Catalano-balear va passar de ser una conca extensiva o de rifting a una conca d'avantpaís de l'orogen bètico-balear. En efecte, durant aquest període, mentre l'activitat extensiva es va anar atenuant en el domini catalano-valencià, la litosfera va ser flexurada cap al SE com a conseqüència del progressiu apilament de les làmines d'encavalcament bètico-balears. Aquests encavalcaments emplaçats cap al NW segons una seqüència de propagación de tipus coll-i-bé, van anar incorporant progressivament dins de l'edifici d'encavalcaments les parts més sudorientals de la conca d'avantpaís, de manera que en l'actualitat la major part d'aquesta es troba involucrada en el sistema d'encavalcaments. La flexió litosfèrica conjuntament amb l'aprimament litosfèric creat per l'extensió oligocena superior-miocena mitjana van donar al desenvolupament d'una etapa de forta subsidència tectònica entre l'Oligocè superior i el Miocè mitjà. Per altra handa, la propagació cap al NW del front d'encavalcaments va anar acompanyada per una migració en el mateix sentit de l'activitat magmàtica calcoalcalina que va desenvolupar-se preferentment al llarg de l'eix del solc de València, migració que pot relacionar·se amb una prosecució de la subducció d'Àfrica sota Ibèria.

- Miocè mitjà (Serraval.lià)-Quaternari. Correspon a un període de relativa calma tectònica. En el domini bètico-balear, la compressió bètica és substituïda per un règim extensiu que, relacionat amb l'obertura de la Conca Nord-africana, donà lloc al col.lapsament de l'edifici d'encavalcaments. En el domini catalano-valencià, a excepció de la zona de fractura Nord-balear on hi ha una forta activitat extensiva que crea noves fosses orientades NW-SE, continua l'atenuació de l'activitat tectònica extensiva. Aquesta atenuació queda enregistrada en la subsidència tectònica que únicament reflecteix una relaxació de les perturbacions tècniques produïdes pel rifting Oligocè superior-Miocè inferior. D'acord amb la finalització de l'activitat contractiva, durant aquest període, el vulcanisme calcoalcalí és substituït per un de tipus alcalí que sembla assenyalar una remuntada del mantell astenosfèric.

Per tant, l'evolució oligoceno superior-quaternària de la Conca Catalano-balear, dins de l'àmbit de la Mediterrània occidental és compatible amb un model de conca de rera-arc que evoluciona, al pas del temps, primer a una conca d'avantpaís i després a una conca de rifting afectada per una possible remuntada del mantell astenosfèric.; This Thesis deals with the structure and geodynamic evolution during Cenozoic of the Catalan-Balearic Basin. This basin, located between the Iberian Peninsula and the Balearic Islands, corresponds to the southwest prolongation of the Provençal Basin.

The integration of subsurface data from the offshore Catalan-Balearic Basin areas and data obtained from geological studies carried out on its emerged margins permits the recognition of two well differentiated structural domains in the basin: The Catalan-Valencian domain, along the Iberian coast, which is characterized by extensional tectonics that persisted during the whole Neogene; and the Betic-Balearic domain, located southeast of the former domain, that represents the northeastern prolongation of the external part of the Betic thrust and fold belt (emplaced in Early-Middle Miocene times). The Betic-Balearic domain, overthrusts the previous domain and has undergone a phase of extensional tectonics during Late Miocene times.

The present day structural and morphological features of the Catalan-Balearic Basin, as well as the crustal thisckness variations across them, can not be explained as the result of a simple rift event. These features resulted of the coeval development of (1) a system of horsts and grabens in the northwest part of the basin during the Late Oligocene-Early Miocene, and (2) a thrust and fold system which lasted up to the Middle Miocene and which was followed by extensional tectonics during the Late Miocene.

The Early Miocene rifting caused a generalized crustal thinning in the Catalan-Balearic Basin area, whereas the stacking of the Betic-Balearic thrust-sheets led to a weak crustal bending of the previously thinned crust and to a thickening of the crust un the Balearic Promontory during the Early and Middle Miocene (Burdigalian and Langhian). Therefore, from the Burdigalian to Langhian, the Catalan-Balearic Basin acted as a foreland basin in relation to the Betie-Balearic thrust and fold bell. Later on, from the Langhian-Serravallian transition, a crustal thinning has affected to a degree considerably the southeaster most Balearic promontory areas but has been weak in the Catalan-Balearic Basin. This extensional thinning has been related to the progressive opening of the Algerian Basin.

Activitat neotectònica a les cadenes costaneres catalanes, L'

Tue, 12 Apr 2011 13:44:36 GMT
Activitat neotectònica a les cadenes costaneres catalanes, L' Masana Closa, Eulàlia En aquest treball he analitzat els indicadors d'activitat neotectònica de les Cadenes Costaneres Catalanes amb la finalitat de caracteritzar aquesta activitat.

La importància de la caracterització del context tectònic recent de la zona radica principalment en dos aspectes. Per una banda aporta una informació regional. especialment valuosa en aquesta zona, o,. tot i que es coneix amb profunditat l'evolució tectònica durant el Miocè, són escassos els treballs referents al període més recent de la seva evolució tectònica. Així, no es coneix amb certesa si el context extensiu que s'inicià al Miocè inferior s'ha mantingut fins a l'actualitat o bé si, al contrari, el règim tectònic ha experimentat un gir. Per altra banda, la caracterització del context tectònic recent, constitueix una base important en la determinació del risc sísmic d'una zona, determinació que necessita, a més, d'altres dades adicionals que queden fora del camp purament geològic. Respecte a aquest últim punt cal remarcar que la zona de les Cadenes Costaneres Catalanes és la més densament poblada del NE de la Península Ibèrica, amb gran quantitat de construccions civils que comporten un perll considerable en cas de sismes forts. Aquestes condicions fan que la vulnerabilitat de la zona sigui alta. La vulnerabilitat. junt amb la perillosítat, que ve determinada per l'ocurrència i periodicitat de simes forts que experimenta una regió, són els dos paràmetres que determinen el risc sísmic. Tenint en compte el període del qual es tenen dades de la sismicitat instrumental. vora 50 anys. s'observa l'absència de sismes catastròfics a la zona. Si es considera el període del qual es tenen dades de sismicitat històrica, vora 1000 anys, s'observa l'ocurrència d'alguns sismes que causaren danys a la zona (intensitat VI-Vll). Això ha motivat l'estudi d'un període més llarg per a caracterizar l'activitat tectònica més recent a les Cadenes Costaneres Catalanes.

Per últim, cal destacar la importància de la posada a punt d'un mètode que permeti analitzar l'activitat tectònica recent en zones on aquesta és poc intensa. Aquest és un punt de gran interès ja que com s'ha pogut comprovar recentment s'han donat casos de sismes forts ocorreguts en zones on no s'havien centrat els esforços d'anàlisi neotectònica degut a la baixa activitat tectònica recent detectada. Així. tot i que convé estudiar detalladament les zones amb una activitat important, és necessari desenvolupar mètodes d'anàlisi i estudis en zones on aquesta és moderada.

Els objectius principals plantejats en aquesta tesi són els següents:

- Localitzar i caracteritzar l'activitat neotectònica de la zona.

- Localitzar i caracterizar la tectònica activa de la zona així com determinar i estudiar l'existència de paleosismicitat i les seves implicacions en la perillositat sísmica de la zona.

- Posar a punt un mètode que permeti analitzar l'activitat neotectònica en zones on aquesta activitat no és molt intensa.

Per a assolir aquests objectius he combinat antigues i noves tècniques d'anàlisi. Al llarg de l'estudi he observat que els mètodes clàssics d'anàlisi de l'activitat tectònica recent utilitzats en altres zones (anàlisi de poblacions de falles. anàlisis cinemàtiques. etc) no eren suficients per aconseguir els objectius plantejats. La màxima informació s'ha aconseguit gràcies a la comparació i anàlisi conjunta de dades estructurals (fracturacíó, còdols estriats, flexions i basculaments), geomorfològiques (fronts muntanyosos, xarxa fluvial, ventalls al.luvials), de paleosisnúcitat (escarpaments de falla, evidències de liqüefacció, moviments de massa) i de sismicitat.

Els resultats obtinguts han permès per una banda, determinar que la zona es troba encara sota els efectes de la distensió neògena, sense mostrar grans variacions en el tipus de deformació que s'inicià al Miocè inferior, i per altra determinar la presència i caracteritzar fractures que molt probablement són sismogèniques, fractures que podrien tenir un període de recurrència de pocs milers d'anys i per tant ser encara actives. Aquests resultats es poden agrupar en els següents apartats: els que fan referència a l'activitat neotectònica, els que fan referència a la paleosisnúcitat í la tectònica activa i els que fan referència al mètode utilitzat:

Resultats que fan referència a l'activitat neotectònica:

· La zona estudiada ha experimentat deformació tectònica durant el Pliocè i durant el Quaternari. L'existència d'aquesta activitat s'ha determinat per la presència d'indicadors I) geomorfològics -fronts muntanyosos amb morfologia típica d'aixecament recent, xarxa de drenatge amb anomalies en el perfil d'equilibri, diferències en el grau d'incisió de la xarxa de drenatge-, 2) tectònics -fracturació. flexions i dissolució en els códols de dipòsits pliocens i quaternaris-, 3) de paleosismicitat -escarpaments de falla, evidències de liqüefacció, grans moviments de massa-, i 4) de sismicitat.

· La intensitat de l'activitat neotectònica ha estat poc intensa a jutjar per 1) l'elevat grau de degradació dels indicadors geomorfològics. 2) la poca quantitat d'indicadors, tant geomorfològics. com tectònics i de paleosismicitat.

· La localització dels indicadors d'activitat neotectònica mostra dos fets destacables: 1) la major part es concentren a la meitat meridional de la zona estudiada, coincidint amb la zona on s'observa menys sismicitat instrumental i històrica, i 2) molts dels indicadors geomorfològics es concentren en quatre fronts muntanyosos posant en evidència que aquests han experimentat un aixecament neotectònic: el del Baix Ebre, el del Camp, el del Montseny i el del Pla del Burgar.

· La pràctica totalitat dels indicis mostra que la deformació neotectònica ha estat produïda per falles el lliscament de les quals té una component predominantment vertical. Els principals indicis en aquesta direcció són l'existència de facetes triangulars en els fronts muntanyosos, les anomalies en el perfil longitudinal dels rius, les diferències d'incisió fluvial en els fronts muntanyosos i en les fosses neògenes, les falles normals detectades en dipòsits quaternaris i pliocens, i per últim l'absència de defleccions a la xarxa fluvial en planta. Alguns indicis permeten interpretar que les falles que han actuat en el període neotectònic són de tipus normal: 1) la predominància d'aquest tipus de falles afectant els sediments recents i 2) la presència d'una depressió allargada paral·lela a alguns dels escarpaments de falla analitzats, situada en el bloc
enfonsat.

· Els indicadors cinemàtics analitzats coincideixen en que:

1. Durant el Pliocè: l'eix de mhima compressió horitzontal té una orientació entre NNE-SSW i ENE-WSW; aquesta interpretació permet explicar la disposició de falles, fronts muntanyosos i escarpaments de falla. En alguns casos de falles normals es pot interpretar també una disposició venical de sigma-1.

2. Durant el Quaternari: l'eix de compressió horitzontal té una orientació entre N-S i NE-SW; aquesta interpretació permet explicar la disposició de falles, diàclasis, fronts muntanyosos, escarpaments de falla i alineacions d'anomalies de l'índex de gradient. En alguns casos, en falles normals, es pot interpretar també una disposició vertical de sigma-1.

3. Aquests resultats s'han obtingut mitjançant dades d'origen divers i poc abundants i per tant no poden ser considerats com a definitius.

· L'anàlisi de les estructures permet interpretar que l'activitat neotectònica a les Cadenes Costaneres Catalanes constitueix la continuació de l'extensió neògena que ha tingut lloc al solc de València. La major concentració d'indicadors d'activitat neotectònica a la meitat S de les Cadenes Costaneres Catalanes pot explicar-se per la disposició de les estructures heretades del Miocè, de direcció NNE-SSW al S i NE-SW al N que haurien fet., sota un eix principal d'esforç horitzontal màxim orientat NNE-SSW a N-S durant el Quaternari, s'activessin amb més facilitat les fractures amb aquesta orientació, fractures que predominen al S de la zona estudiada.

· La disposició dels eixos principals d'esforç de la zona estudiada, en comparació amb la convergència N-S de les plaques africana i euroasiàtica, pot explicar-se amb una variació de la relació entre els eixos tot mantenint-se la orientació. Així. a la zona estudiada, sigma-l és vertical i l'esforç màxim horitzontal varia entre N-S i NE-SW, mentre que la convergència de les plaques es produeix sota una orientació de sigma-1 N-S.

Els resultats que fan referència a la paleosismicitat, la tectònica activa i .les seves repercusions en la perillositat sísmica de la zona són aquests:

· La zona estudiada ha experimentat tectònica activa. L'existència d'aquesta activitat s'ha determinat per la presència d'indicadors 1) geològics, com són les evidències de paleosismicitat -escarpaments de falla, evidències de liqüefacció i grans moviments de massa- , i 2) sísmics. Tot i així, aquesta activitat no es pot considerar molt intensa a jutjar per la poca quantitat d'evidències detectades, i pel grau de degradació que mostren els escarpaments.

· S'han detectat fins a dos tipus d'indicadors de paleosismicitat: escarpaments de falla preservats i evidències de liqüefacció, a més de la concentració d'esllavissades que pot estar relacionada amb sismicitat.

· S'han detectat quatre escarpaments de falla amb expressió morfològica afectant als ventalls al.luvials: el de Mont-roig, el de l'Almadrava, el de Camarles i el de l'Aldea. A més s'han interpretat dos escarpaments més a partir de métodes indirectes: el de Sant Jordi, per l'anàlisi topogràfic del ventall, i el del Baix Ebre, per l'alineació d'anomalies de gradient. La orientación d'aquests escarpaments és entre N-S i NNE-SSW.

· La falla que dóna lloc a l'escarpament de l'Almadrava és de tipus normal i perd salt cap a la superficie fins a esdevenir una flexió. Ha actuat entre el Pliocè superior i 350.000 a. En el seu periode més recent d'activitat ha experimentat un mínim de tres períodes de desplaçament suposadament sismogènics.

· La falla que dóna lloc a l'escarpament de Mont-roig ha actuat entre el període de producció d'indústria lítica musteriana (fins a 100 000 a BP) i 4490-4790 a. B.C. La magnitud del sisme que possiblement es produí com a conseqüència del desplaçament de la falla que forma l'escarpament de Mont-roig (suposant que aquest desplaçament fos sismogènic) s'estima de 6 a 6.5.

· L'estimació realitzada sobre el període de recurrència de la falla de Mont-roig indica que aquesta falla ha tingut una períodicitat de pocs milers d'anys, i per tant es tracta d'una falla activa. Aquests resultats justifiquen un estudi paleosismològic directe de la falla.

Els resultats que fan referèocia al mètode utilitzat són aquests:

· Les anàlisis geomorfològica, estructural, de la sismicitat i de la paleosismicitat es complementen entre elles i aponen molta informació si es realitzen comparant-ne els resultats. Es mostra doncs la complementarietat de lea anàlsis realitzades en aquest tipus d'estudis.; This thesis deals with the neo-tectonics and the active tectonics or the Catalan Coastal Ranges, the emerged sector or the Catalan-Valencian domain of the Valencia Trough, NE Spain. The instrumental seismicity data does not show any destructive earthquake in the zone whereas the historical data (up to 1000 years) shows some earthquakes that caused damage. This has motivated a geological analysis covering broad period of time in order to constrain the recent tectonic behaviour of the zone. Three main objectives have been considered: 1) the localisation and characterization of neo-tectonic activity, 2) the detection and analysis of active tectonics and paleoseismology in order to constrain the seismic hazard of the zone, and 3) the definition of the most useful methodology to analyze such a slightly active zone.

Four main analyses have been done: geomorphological analysis (data from: mountain fronts. fluvial network, a1luvial fans), struetural analysis (data from: fracturation, striated pebbles, flexure and tilting), paleoseismological analysis (data from: fault scarps, liquefaction structures, mass movements), and seismological analysis.

The main results are:

· The Catalan Coastal Ranges show neo-tectonic indicators concentrated in their southern half, the area where less seismicity has been registered. This tectonic activity is extensional and not intense (sigma-3 is oriented mainly E-W for the Quaternary morphological and structural features) showing continuity with the Neogene tectonics.

· Although the historic and instrumental seismicity shows no catastrophic seismic event there is active tectonism in the zone. Some fault scarps have been detected and analysed: Mont-roig, l'Almadrava, Camarles, l'Aldea, Sant Jordi and el Baix Ebre. The Mont-roig scarp, the longest of these scarps, is controlled by an active fault for which a return period of some thousand years has been estimated.

· The methods used in this study (geomorphological, structural, paleo-seismological and seismic analysis) are useful tools for analysing the neotectonics of a zone in which the intensity of neo-tectonic deformation is low.

Inversión bidimensional en magnetotelúrica

Tue, 12 Apr 2011 13:44:31 GMT
Inversión bidimensional en magnetotelúrica Marcuello Pascual, Alejandro El método magnetotelúrico es una técnica muy importante dentro de los métodos geofísicos de inducción electromagnética. La sensibilidad de las medidas a la existencia de inhomogeneidades laterales hace que la interpretación unidimensional no sea la herramienta adecuada para la interpretación de estructuras geológicas complicadas. Por dicho motivo, una de las actuales líneas actuales de investigación corresponde a la elaboración de algoritmos de modelización numérica de estructuras conductoras bi- y tridimensionales.

En este trabajo, presentamos un algoritmo de inversión bidimensional cuyo objetivo fundamental es la determinación de la forma de la frontera entre los diferentes conductores que caracterizan al medio.

En este proceso, para conseguir una mayor simplicidad sin perder generalidad, hemos trabajado con modelos de dos medios y una frontera entre ambos a determinar.

El problema ha sido abordado imponiendo que la frontera está descrita por una función expresable de forma analítica (f(y,z;p)= 0), de manera que los parámetros p de la curva son los parámetros del modelo bidimensional. Ello permite describir el modelo mediante un número reducido de parámetros, con lo cual se consigue una mayor estabilidad en la resolución del problema inverso.

El trabajo ha estado estructurado básicamente en tres unidades.

En la primera se ha revisado y descrito los fundamentos físicos del método magnetotelúrico.

En la segunda se presenta el proceso de elaboración de un algoritmo de modelización basado en la resolución de las ecuaciones diferenciales mediante el método de los elementos finitos (MEF) para su utilización posterior en el problema inverso. El algoritmo ha sido comprobado utilizando el modelo de control de Weaver, LeQuang y Fischer, y ofrece unos resultados satisfactorios. De forma complementaria, se ha realizado un estudio de los efectos provocados por los accidentes topográficos asociados a formas simples y, de esta manera, estimar sus consecuencias.

Los accidentes topográficos considerados han sido el de una cadena montañosa y el de un valle, para ambas polarizaciones E y H, y para perfiles de resisitividad aparente y de fase. Se ha observado que sus efectos son importantes en las proximidades de los cambios de pendiente y decrecen rápidamente al alejarse de los mismos. Igualmente se ha estudiado la proximidad de un mar cerrado y se observa una región para la que hay un cambio de comportamiento de los perfiles, que está originado por el hecho de que el mar sea cerrado.

La tercera unidad del trabajo corresponde al problema inverso. En ella se describe, en primer lugar, el proceso de inversión utilizado, que está basado en los estimadores bayesianos que permiten introducir de forma natural la información a priori, dada por la geología u otros datos geofísicos. La no linealidad del problema provoca que la resolución del problema inverso se realice mediante un proceso iterativo. El comportamiento del mismo ha sido ampliamente comprobado para problemas unidimensionales.

La realización del proceso iterativo para la resolución del problema inverso bidimensional implica el desarrollo de dos partes importantes para el mismo: el generador de mallas y el cálculo de la matriz de sensibilidad.

El primero surge del hecho de que los parámetros del modelo son los parámetros de la curva que describe la frontera, y éstos cambiarán de una iteración a otra, por consiguiente, también se modificará la geometría del problema. Para que el proceso sea automático es preciso disponer de un generador de mallas. Su elaboración ha seguido el siguiente criterio: se construye en primer lugar una malla rectangular; a continuación, se deforma en las proximidades de la frontera, de manera que la curva que describe la frontera corte a la malla únicamente en los nudos; finalmente se unen dichos nudos, con lo que la frontera queda representada por una línea quebrada. Ello permite trabajar con elementos triangulares de conductividad constante.

Por otra parte, en el algoritmo de inversión empleado es necesario calcular la matriz de sensibilidad del modelo para obtener el nuevo modelo a partir del antiguo. Dado que la resolución del problema directo se ha efectuado de forma numérica, esta matriz se ha de calcular de forma igualmente numérica. El proceso consiste en la resolución de tantos sistemas de ecuaciones lineales similares al obtenido al aplicar el MEF en la resolución del problema directo, como parámetros tenga el modelo. Para cada uno de ellos, únicamente es preciso calcular el término independiente del sistema de ecuaciones, porque la matriz del sistema coincide con la del problema directo. Además, el hecho de que la curva que describe la frontera se puede expresar de forma analítica permite calcular el término independiente de la ecuación de forma asimismo analítica. Todo ello lleva a una importante reducción en el tiempo de resolución del problema inverso.

Dado que la matriz de sensibilidad es una pieza fundamental en el proceso de inversión, hemos estudiado su comportamiento frente a las características de la malla (tamaño de los elementos, proximidad de la frontera lateral) y hemos comprobado que sus efectos no son importantes.

Finalmente, como comprobación del algoritmo, mostramos algunos ejemplos de inversión a partir de datos generados sintéticamente. Los modelos utilizados, y que pueden simular diferentes estructuras geológicas, han sido tres: el de una frontera descrita por una curva gaussiana, el una frontera descrita por una función salto inclinado y el de la frontera descrita por una elipse. En todos los casos se ha comprobado el adecuado funcionamiento del generador de mallas. En los mismos se observa la convergencia satisfactoria del algoritmo de inversión para los diferentes modelos y su correcto funcionamiento cuando se incorpora información a priori.; The MT method studies the conductive structure of the Earth's interior. The fact that this technique is strongly influenced by lateral inhomogeneities suggests the use of two- or three-dimensional models.

In this work, we present an algorithm of 2-D inversion directed to those problems where the unknown is the shape of the boundary between different conductors. The way we use the inversion is considering that this shape can be described by analytical functions. This achieves a reduction of the number of parameters and provides a better stability of the inversion algorithm. This algorithm is based on Bayessian estimators that let us to introduce a priori information in a natural way.

As an important part of this process we have developed the forward problem used by the inversion algorithm. It is performed numerically by the finite element method. As a complement of it, we have studied simple topographic effects: a range, a valley and the coast effect.

The automatic inversion relies on two process, that we also describe and study: the mesh generator, that builds the mesh automatically in every iteration, and the sensibility matrix, that is necessary to calculate the new models from the old ones, which is obtained numerically.

We present different examples with synthetic data that allow us to study the performance of the algorithm for simple shaped boundaries between media (Gaussian, ellipse and sloping step) that simulate different geological models. The results show that the algorithm works properly with and without a priori information.

Aplicación del método magnetotelúrico al estudio de la estructura litosférica de los Pirineos

Tue, 12 Apr 2011 13:44:30 GMT
Aplicación del método magnetotelúrico al estudio de la estructura litosférica de los Pirineos Ledo Fernández, Juanjo La colisión entre dos placas continentales plantea importantes cuestiones acerca de los procesos litosféricos que tienen lugar. Dependiendo del acortamiento litosférico la colisión puede tener asociada la subducción de una de las placas. La subducción no se debe tanto a efectos gravitatorios, ya que la corteza continental no es lo suficientemente densa para subducir en conjunto dentro del manto, sino más bien al campo de esfuerzos compresionales generado por el movimiento de aproximación entre placas (Ziegler, 1990). La convergencia y colisión entre las placas continentales ibérica y europea se manifestó en superficie con la edificación del orógeno pirenaico. Estudios realizados en los Pirineos basados en la compatibilidad del acortamiento de los dominios superficiales de la corteza (datos geológicos) y de los dominios profundos (datos geofísicos), indican un acortamiento superior a 100 kilómetros. Un problema todavía sin resolver es la acomodación en profundidad de este acortamiento. Una posible solución es la subducción de la corteza inferior de la placa ibérica bajo la placa europea, sin embargo los métodos geofísicos empleados hasta ahora no presentan una subducción de gran magnitud y no permiten decidir sobre esta cuestión. La conductividad eléctrica puede ayudar a solucionar las cuestiones planteadas ya que es un parámetro independiente de los estudiados anteriormente.

Los métodos electromagnéticos se emplean en geofísica para determinar las propiedades de las estructuras geológicas en términos de la conductividad eléctrica ("sigma") o su inversa: la resistividad eléctrica ("ro"). Entre los métodos electromagnéticos el método magnetotelúrico (MT) es el que presenta una mayor resolución en los estudios corticales y litosféricos. Es un método de fuente natural que utiliza las fluctuaciones del campo electromagnético producido por la actividad solar en la ionosfera. A partir de la relación existente entre los campos eléctrico y magnético registrados simultáneamente en un punto de la superficie se puede inferir la distribución de resistividades eléctricas en profundidad.

En la memoria de esta tesis se presenta la adquisición, procesado e interpretación de datos magnetotelúricos obtenidos en los Pirineos con el objetivo de determinar las propiedades electromagnéticas de la litosfera. Mediante el modelo de resistividades eléctricas se pueden restringir los posibles escenarios de evolución y estado actual de la cadena que permiten explicar conjuntamente los observables geofísicos y geológicos disponibles.

Este trabajo está estructurado en once capítulos: en el primer capítulo se introduce el método magnetotelúrico. En el segundo capítulo se realiza un repaso de los fundamentos matemáticos de la teoría del electromagnetismo aplicada al método magnetotelúrico y se introduce el concepto de tensor de impedancias electromagnético. El tercer capítulo se centra en la caracterización y eliminación de los efectos de distorsión galvánica causada por cuerpos superficiales y locales sobre las funciones de transferencia regionales. Se presenta una de las aportaciones metodológicas de este trabajo, que consiste en la recuperación de las funciones de transferencia regionales en medios tridimensionales afectados por distorsiones galvánicas. En el capítulo cuarto se presenta la metodología de adquisición de los datos experimentales, así como el tratamiento y procesado robusto de las series temporales de los campo electromagnéticos.

La aportación al conocimiento de la estructura Iitosférica de los Pirineos se realiza en los capítulos siguientes. En el capítulo quinto se describe la evolución geodinámica y formación del orógeno Pirenaico como una serie de pliegues y cabalgamientos, así como las principales estructuras geológicas. En el capítulo sexto se presenta la adquisición y procesado de los datos de Pirineos. El análisis del tensor de impedancias muestra que la estructura geoeléctrica de los Pirineos es bidimensional con una dirección de las estructuras principales este-oeste. Se realiza un estudio detallado del tensor de impedancias que muestra la presencia de tres grandes zonas o unidades que presentan unas características geoeléctricas propias.

En el capítulo séptimo se presenta la interpretación bidimensional de los datos magnetotelúricos a lo largo de un perfil norte-sur cercano al perfil de sísmica de reflexión profunda ECORS-Pirineos. El resultado final de esta interpretación es un modelo bidimensional de resistividades eléctricas para la litosfera de los Pirineos. A nivel superficial, el modelo reproduce las principales estructuras geológicas: niveles de despegue entre la cobertera y el basamento en la Cuenca del Ebro y en la Cuenca de Aquitania, zonas de fractura de la Zona Axial, Falla Norpirenaica, etc... En profundidad, la disminución de la resistividad eléctrica en la placa ibérica a medida que nos acercamos al contacto entre placas culmina con la presencia de una estructura de elevada conductividad entre 30 y 80 km de profundidad en el contacto entre placas que se interpreta como fusión parcial de la corteza inferior de Iberia que subduce bajo la placa europea.

La realización de nuevos registros hacia el oeste a lo largo de los Pirineos detecta la continuidad del conductor profundo. En el capítulo octavo se presenta la modelización bidimensional del perfil norte-sur de Belagua, situado al oeste del perfil ECORS. En el capítulo noveno se presenta un modelo tridimensional de resistividades eléctricas de la estructura litosférica de los Pirineos y se discuten sus interpretaciones tectónicas.

En el capítulo décimo se comparan los modelos litosféricos obtenidos a partir del método magnetotelúrico con los modelos ya existentes obtenidos a partir de otros métodos geofísicos. En particular se realiza una interpretación conjunta con los resultados de tomografía sísmica obtenidos por Souriau y Granet (1995). Se discute la compatibilidad del modelo de conductividades eléctricas con los datos de la anomalía de Bouguer y de geoide. Para ello se realiza una modelización de la distribución de densidades litosféricas, a partir de la interpretación conjunta de la anomalía de Bouguer y la del geoide residual en los Pirineos. Para finalizar, en el capítulo undécimo se presentan las conclusiones generales del trabajo.; The Pyrenees is an Alpine collsional orogen formed as a result of the convergence between the European and Iberian plates. Restoration of upper crustal thrust sheets gives a minimum shortening of 150 km. How has this surface been shortening balanced by lower crustal and mantle rocks at depth? Subduction of the Iberian lower crust under the European Plate is a possible phenomenon that could explain it. However, geophysical studies up to present does not shown an important subduction. The distribution of the electrical conductivity at the lithosphere given by magnetotelluric method (MT) can help us to answer this question.

This Thesis is concerned with the acquisition, processing and interpretation of MT data in the Pyrenees with the target of determine the lithospheric electrical properties and its structure. More than 50 sites have been measured are processed in order to obtain the magnerotelluric impedance tensor. The MT data soows the presence of an anomalous conductivity structure in the contact between plates at depth. This structure is related with the partial melting of me subducted lower crust. The amount of subduction obtained by MT modelling can explain the total shortening during the build up of the orogen and is compatible with:

a) Restoration of upper crustal sheets
b) Numerical models of Pyrenean orogen
e) Negative anomaly in P-waves velocity (Seismic tomography)
d) Bouguer anomaly
e) Geoid anomaly

Evolución tectónica del margen continental oeste de México: Fosa Mesoamericana y Golfo de California (CORTES-P96)

Tue, 12 Apr 2011 13:44:29 GMT
Evolución tectónica del margen continental oeste de México: Fosa Mesoamericana y Golfo de California (CORTES-P96) Bartolomé de la Peña, Rafael El contexto geodinámico y tectónico del margen oeste de México se engloba dentro del régimen general de subducción de la placa oceánica del Pacífico bajo el continente Norteamericano (margen activo).

El oeste mexicano comprende en el norte un margen transformante formado por un conjunto de zonas de expansión. Este enjambre de fallas de salto en dirección supone el límite de las placas Pacífico-Norteamericana entre los 32º N y los 23º N. Entre 23º N y 19º N y con una velocidad relativa de convergencia de 2.0 cm/año (Pardo et al., 1995) se sitúa la dorsal Pacífico-Rivera (Pacific Rivera Rise, PRR), que confina el límite entre las placas de Rivera y Pacífico. Entorno a los 21º N se encuentra el extremo septentrional de la fosa mesoamericana (MAT), donde se alcanzan profundidades de 6000 m y la zona de colisión y subducción de la microplaca de Rivera y la placa de Cocos respectivamente.

En la campaña CORTES-P96 se adquirieron nuevos datos de sísmica multicanal (MCS) y de gran ángulo, gravimetría, batimetría, sonografías y magnetismo que incluyen las zonas de contacto entre el Bloque de Jalisco y la zona de fractura Rivera, hasta la terminación norte de la zona de fractura de Tamayo en el extremo sur de Baja California.

La integración de estos datos geofísicos nos ha permitido deducir la estructura litosférica, mejorando la comprensión de la dinámica de la subducción en la MAT y definiendo las características principales de la corteza. Además, se ha condicionado un modelo geodinámico que ajusta los valores gravimétricos de la zona y la localización temporal de algunos eventos gracias al estudio de las anomalías magnéticas de expansión oceánica.

El análisis del primer segundo de los perfiles de MCS ha permitido obtener imágenes del BSR (Bottom Simulating Reflector), un reflector anómalo que está asociado a un cambio de polaridad en la señal sísmica originado por la presencia de hidratos de gas (de composición mayoritariamente de metano). Los datos MCS nos han permitido cartografiar la zona que contiene BSR. Además, el análisis cuantitativo de la señal sísmica ha permitido la obtención del coeficiente de reflexión, la estructura de la velocidad y el gradiente térmico.

El estudio conjunto de los datos MCS y de gran ángulo nos proporciona la caracterización de la estructura crustal profunda. Se ha identificado un prisma de acreción de 20 km de extensión con una velocidad para las ondas P de 3.5 km/s. La subducción se observa alrededor de los 6s (dtr), en todos los perfiles multicanal. La placa que subduce muestra un ángulo variable de sur a norte, mostrando promedio de 9º. La placa oceánica de Rivera tiene un grosor máximo de 9 km. La velocidad del manto superior bajo la placa en subducción es de 7.8 km/s.

Al noroeste de la placa de Rivera, hacia las islas Tres Marías, la interpretación conjunta de datos incluyendo sonografías, anomalías gravimétricas y distribución de velocidades parece indicar que el límite continental-oceánico está más cerca de Baja California de lo que previamente se pensaba, mostrando una asimetría clara respecto del EPR y mostrando una extensa zona de transición, que se inicia al sureste del MMR y continua hacia el oeste del margen de México. Los datos magnéticos nos permiten controlar la edad del basamento oceánico. La anomalía magnética más antigua detectada ha sido la 2A (3.5 Ma). El grosor medio de la corteza oceánica alrededor del EPR es de 6 km, con un rápido crecimiento hacia el extremo sur de Baja California. Hacia el sureste el engrosamiento es más gradual alcanzando grosores entre 8-10 km bajo el MMR, y 15 km en el final del margen.; During the CORTES-P96 project a new multichannel (MCS) and wide-angle seismic, potential fields (gravity and magnetics), bathymetry, and backscatter data were achieved along the Jalisco Block and the RFz (Pto. Vallarta) until the northern termination of the Tamayo Fracture zone in the southern tip of Baja California.

The integration of bathymetric, MCS and wide-angle seismic, together with gravity and seismicity data allows us to determine the west Mexican lithospheric structure in a pseudo 3D image and the 2D equivalents, improving the geodynamic comprehension of the subducting plates in the MAT, and defining the main crustal characteristics of the collision zone.

The analysis of 1s (twtt) in the MCS profiles allows us to clearly imaged the BSR. From the seismic signal analysis we work out the reflection coefficient, the velocity profile and the thermal gradient.

MCS and wide-angle data characterize the deep crustal structure. We clearly imaged an accretionary prism of 20 km of extension with P-wave velocity of around 3.5 km/s. The overriding oceanic plate subducts with a variable angle from south to north, showing a mean deep angle of 9º +/-2º. This oceanic crust (Rivera plate) has a mean thickness of 4 km, and is located beneath a low velocity layer of 3.3-3.9 km/s, which seems to be a typical feature of the MAT. In most of the MCS profiles the subduction plane is observed around 6 s (twtt), and a strong reflection which we interpret as a Moho discontinuity is detected at 8s.
Northwest of Rivera Plate, close to Tres Marias Islands, a join interpretation of the various dataset indicate that the continental-oceanic boundary is closer to the Baja California that previously was thought, showing an EPR asymmetry that indicates a transition zone starting southeast of Maria Magdalena Rise and extends to the west margin of Mexico. The magnetic data have been used to control the age of the oceanic basement. The average thickness of the oceanic crust around the EPR is 6 km. Towards the southeast the thickness gradually reaches values between 8-10 km beneath the MMR, and 15 km at the end of the margin.

Foreland propagation folding and structure of the mountain front flexure in the Pusht-e Kuh Arc (NW Zagros, Iran)

Tue, 12 Apr 2011 13:44:27 GMT
Foreland propagation folding and structure of the mountain front flexure in the Pusht-e Kuh Arc (NW Zagros, Iran) Emami, Hadi The focus of this work is to determine the folding characteristics including geometry, interaction of the surface and subsurface geometries, kinematic evolution of the structures and timing of deformation in Pusht-e Kuh Arc in Lurestan Province of Zagros fold and thrust belt in Iran.
Multidisciplinary methods have been used for different objectives in this thesis. Structural characteristic and fold geometry in two different units have been studied in the Zangul anticline. The Zangul anticline is a four closures anticline, with an open box folding shape and slightly verging to the SW. Its amplitude is of about 1.5 km and its half wavelength is ~4.5 km. The geometric construction of several cross-sections showing a regular position of the axial traces intersections indicates that the Triassic Dashtak evaporites may represent one of the major intermediate detachment levels in the sedimentary pile. The significant result is that the grouping of Asmari folds forms synforms (SE termination of the Zangul anticline) and antiforms (NW termination), which is so important for oil exploration.
The Anaran anticline on top of the Mountain Front Flexure represents the most external fold of the Pusht-e Kuh Arc. This anticline is asymmetric with a long and gently dipping backlimb and a very steep forelimb. However, the most characteristic tectonic feature is the large amount of normal faults that cut the crestal and forelimb domains of the anticline. These normal faults, formed by layer-parallel extension during folding, limit a crestal graben and are not very deep. In addition to these normal faults, the potential tectonic decoupling across the intermediate Gachsaran detachment level and the lack of reflections imaging the Anaran anticline forelimb in newly acquired seismic lines preclude the understanding of the geometry of the fold at depth. We propose a geometric and evolution model for the Anaran anticline with the help of sand box models and growth strata ages. We also explore the potential effects of erosion and sedimentation coeval to folding in the development of the Anaran anticline. The characteristic geometry of the Anaran anticline is directly related to its singular position on top of the Mountain Front Flexure. However, the proposed model may be applied to other folds on top of this major basement-related thrust as for example the Siah Kuh and Khaviz anticlines in Pusht-e Kuh Arc and Dezful Embayment domains.
The magnetostratigraphy dating technique applied to the syntectonic detrital sediments of the Agha Jari Formation in two locations across the Pusht-e Kuh Arc. The first location is the Afrineh syncline in the center part of the folded belt displaying field evidences of growth strata in the uppermost part of the Agha Jari Formation. The second section is located in front of the High Zagros Fault across the Chaman Goli syncline with the same stratigraphy as in Afrineh syncline. The magnetostrigraphy dating technique in this study provides with the ages of the Agha Jari units and permits to constrain the sequence of the folding associated to growth strata across this particular part of the Zagros fold belt. Both sections are showing good paleomagnetic results with sequence of normal and reverse polarity intervals. They show very good correlation to the Global Polarity Time Scale. The correlation to the GPTS shows the base of the growth in Afrineh syncline dated at about 11.8 Ma. The onlap geometry in Afrineh syncline is indication of deformation pulse associated to the folding. This phase of folding is about 5.4±0.5 Ma earlier than folding in the front of the Pusht-e Kuh Arc. The correlation of the magnetic polarity sequence to the GPTS shows age of ~13.9 Ma in Afrineh and ~17.2 Ma in Chaman Goli synclines for the base of the Agha Jari Formation. It shows that both Agha Jari and Bakhtyari prograde from hinterland to foreland in agreement to other foreland basin in the World. The age of the folding becomes younger towards the foreland and therefore implying a foreland ward sequence of deformation that started at about 20 Ma in hinterland, reached the frontal folds at about 7.6 Ma and continued to about 2.5-1.5 Ma.; El Zagros representa la culminación de la colisión continental entre las placas tectónicas de Arabia y Euroasiática. Las montañas del Zagros se extienden por más de 2000 kilómetros desde Turquía hasta la parte suroccidental de Irán. Los movimientos orogénicos se iniciaron durante el Cretácico superior con el emplazamiento de unidades ofiolíticas sobre el margen de Arabia. A partir del Cretácico superior la continua convergencia entre las dos placas tectónicas produjo un acortamiento traducido en un sistema de cabalgamientos y pliegues que finalmente formó el plegamiento tal y como lo conocemos actualmente. Este plegamiento, sin embargo, ocurrió principalmente durante el Mioceno.ç

La parte más externa de las montañas del Zagros presentan unos afloramientos de gran calidad que permiten estudios muy detallados de la estructura y permiten recoger muestras para datar los sedimentos sintectónicos que permitirán determinar la edad de la deformación tectónica. La datación del sistema de pliegues es muy importante para la exploración de hidrocarburos en una región en la que existen importantes reservas de petróleo y gas.

Los objetivos de investigación de esta tesis doctoral son: 1) construir la geometría 3D de una región plegada del Zagros, en concreto del anticlinal de Zangul, en donde coexisten pliegues de gran amplitud y pliegues de menor amplitud al nivel de las calizas de la formación de Asmari; 2) determinar la geometría de la parte frontal del Zagros donde coexisten el anticlinal de Anaran y el frente del Pusht-e Kuh Arc levantado por encima del "Mountain Frontal Flexure" (MFF); 3) determinar la edad de las diferentes formaciones litológicas que rellenan los sinclinales del Pusht-e Kuh Arc y así determinar la edad de la deformación y la secuencia de esta deformación. La datación de estos sedimentos sintectónicos continentales se ha realizado por medio de técnicas magnetoestratigráficas.

Contribución al conocimiento geomorfológico de la Depresión Central Catalana

Tue, 12 Apr 2011 13:44:25 GMT
Contribución al conocimiento geomorfológico de la Depresión Central Catalana Calvet i Porta, Jaume DE LA TESIS:

Aunque los trabajos geomorfológicos sobre la Depresión Central Catalana fueron en cierta manera abundantes durante el período comprendido entre 1926 y 1958, no existe ninguno elaborado con posterioridad a esta fecha, más allá de algunas síntesis que tratan indirectamente la problemática que se plantea en la Depresión Central. Eso significa que solamente disponemos de estudios dispersos espacialmente y que, en el mejor de los casos, tienen una veintena de años de antigüedad. Si tenemos en cuenta que precisamente en los últimos años la Geomorfología ha experimentado un gran auge, hay que reconocer que es necesaria una rápida labor de revisión de los trabajos anteriores y emprender una intensa campaña de reconocimiento geomorfológico del territorio, para dar paso a estudios especializados de los problemas que se han ido planteando.

Efectivamente, además de una necesidad de puesta al día de nuestro conocimiento empírico del territorio, existe una vertiente práctica que no puede ser pasada por alto. La mecanización de la agricultura, la instalación de polígonos industriales, la construcción de nuevos ejes de comunicaciones y remodelación de los antiguos, los problemas acuciantes de degradación del medio ambiente... hacen necesaria una planificación del territorio más coherente de la que se ha hecho hasta ahora, si es que se ha hecho.

Todos estos hechos nos han inducido a emprender el estudio de la Depresión Central Catalana, aunque no hemos escogido esta zona porque fuera la única donde se planteaba la problemática expuesta (ya que toda Catalunya se halla falta de estudios recientes sobre la materia), sino sobre todo por razones de tipo personal.

Vista la imposibilidad de abarcar en una sola tesis toda la Depresión Central Catalana, decidimos escoger una serie de sectores representativos que estudiaríamos con especial atención. Para ello, consideramos como Depresión Central toda el área ocupada por los terrenos terciarios, poco o nada deformados, enmarcados por el Prepirineo y la Cordillera Prelitoral Catalana (tomada ésta en sentido geológico) y limitados por el liste por la gran falla del valle de Hostoles. Por el Oeste tuvimos que trazar un límite artificioso, que inicialmente dejaba fuera de nuestra área de estudio todas las formaciones detríticas cuaternarias del Pla d'Urgell, prolongándose por el Sur hasta la Serra de la Llena y por el Norte hasta Ponts, siguiendo luego el trazado del Segre hasta el Prepirineo. Es evidente que los límites septentrional y meridional son en muchos casos poco netos, pero no es nuestro objetivo establecerlos con precisión, ni constituyen una barrera a nuestro trabajo, siempre que se traten en cada caso con la debida atención.

Dentro del área delimitada nos hemos propuesto estudiar las caracteristícas de la dinámica actual y, mediante el estudio de las formas y formaciones superficiales heredadas, deducir los sistemas morfogenéticos imperantes durante el Cuaternario,, así como su variabilidad espacial y temporal, Al mismo tiempo, es evidente que todo ello nos lleva a poner de manifiesto las influencias estructurales, debidas a las características litológicas del substrato y la disposición de los materiales, haciendo aparecer en su caso la existencia de deformaciones tectónicas cuaternarias o actuales.

Una vez delimitado el espacio y los objetivos de nuestro trabajo, procedimos a efectuar un reconocimiento exhaustivo de toda el área mediante el estudio de las fotografías aéreas y varios recorridos sobre el terreno, todo ello en vistas a escoger los sectores representativos a estudiar. Consideramos que lo más indicado era seleccionar aquellas áreas en las que el modelado fuese fruto de la combinación temporal de períodos de deposición y periodos de incisión, dejando de lado aquellas en las que ha predominado casi exclusivamente la incisión. Obteníamos así un mayor número do datos para intentar la reconstrucción de la evolución geomorfológica. De este modo, seleccionamos el valle del Llobregós, la Plana de Vic e incorporamos a nuestro estudio la Conca de Barbera y la Conca d'Odena. Creímos oportuno rebasar el límite que nos habíamos puesto por el Oeste, para ocuparnos del borde oriental del Pía d'Urgell, ya que los depósitos de gravas allí existentes podían aportar datos valiosos. Debido a la gran nitidez y extensión de las formas estructurales, y a la existencia de formas determinadas por deformaciones tectónicas recientes, tomamos también en consideración el sector de la Segarra.

Para el estudio de cada uno de los sectores hemos procedido, en primer lugar, a un análisis de la bibliografía existente y a un reconocimiento detallado de las fotografías aéreas posteriormente hemos hecho una campaña de campo en cada uno do los sectores realizando, cuando ha sido necesario, pequeñas cartografías de detalle. Dadas las características del relieve de la Depresión Central Catalana, se ha considerado que una cartografía geomorfológica a mediana escala podría ser útil, puesto que, aunque existen sectores de modelado bien diferente, en cada uno de ellos las formas son grandes y bastante monótonas. Dentro de esta óptica hemos realizado la cartografía a escala 1: 100 000 de dos zonas de la Depresión, una correspondiente a las hojas de Ponts y Guissona del Mapa Topográfico Nacional de España, E. 1: 50 000, y la otra a la hoja de Vic del mismo mapa. En total se han cubierto unos 1300 km2.

Por lo que respecta a la exposición de nuestro trabajo, hemos optado por referir los capítulos de Antecedentes, Contexto estructural e Historia geológica a la totalidad de la Depresión Central Catalana, de la que adjuntamos un mapa litológico a escala 1; 200 000, elaborado a partir de la cartografía geológica existente. En los capítulos posteriores nos hemos ceñido tan solo a los sectores estudiados con detalle.

Hydrogeophysics as a multidisciplinary tool on aquifer appraisal: Focus on AMT capabilities

Tue, 12 Apr 2011 13:44:21 GMT
Hydrogeophysics as a multidisciplinary tool on aquifer appraisal: Focus on AMT capabilities Falgàs Parra, Ester The shallow subsurface of the earth is an extremely important geological zone that yields much of our water resources, supports our agriculture and ecosystems. Safe and effective management of our natural resources is a major challenge, that is, not to overexploit and pollute the aquifer systems. The hydrogeophysics discipline has emerged in recent years to investigate the potential that geophysical methods hold for providing quantitative information about subsurface hydrogeological parameters and processes. Water is essential for life. It has been and will continue to be a hot topic in both the political and scientific fields for years to come.

Chapter two, Hydrogeophysics, aims to review the actual state of the hydrogeophysical discipline showing the paramount perspectives of the geophysical methods applied to the hydrogeology discipline. Hydrogeophysical importance relies on its multidisciplinarity. That is, the joint interpretation of geophysical and hydrogeological data to get better approach and more constrained/reliable hydrogeologic models. The principal geophysical methods that have actually been applied to hydrogeology problems are reviewed, as well as their challenges, limitations and concerns. Electric and electromagnetic methods that provide electrical resistivity models have been examined in detail. The electrical resistivity is considered, given that this property is highly controlled by the hydrogeological properties of the media (lithology, porous structure, water content and quality). However, the complexity of the property contribution of the geophysical response made the transfer step from geophysical model to hydrological properties a complex issue.

Chapter three, Audiomagnetotelluric method (AMT), presents further insights of the AMT frequency domain method. Firstly, theoretical basics of the AMT method, investigation depth and magnetotelluric family methods (frequency recording capability) are reviewed. Further on, the determinant mode modelling process is discussed in order to obtain a reasonable approach of three-dimensional media along two-dimensional profiles. This chapter demonstrates in detail Stratagem EH4 equipment, in particular, source effects, optimal transmitter receiver distance, and signal improvement of controlled electromagnetic source.

Part II is composed of three different hydrogeophysical case studies at different scales where AMT plays a key role on the approach to each aquifer system.

Chapter four, Tordera deltaic aquifer, Spain, is a hydrogeophysical application carried out on a porous aquifer media extensively affected by seawater intrusion. This chapter presents a multidisciplinary approach to a fluviodeltaic aquifer system. Hydrogeological information, AMT, seismic reflection and velocity tomography models have been evaluated together to provide spatially continuous information about aquifer properties processes and boundaries. Two and three-dimensional inverse models have been obtained and validated with hydrogeological data. In addition, an AMT monitoring experiment has been performed every four months to monitor seasonal seawater changes along the main seawater intrusion path.

Chapter five, La Soutte, Vosges, France is based on the AMT study on "La Soutte", natural hydrogeophysical laboratory. In this case, 3D AMT forward model look into a small scale catchment area, aimed to provide a mesoscale framework for other geophysical applications carried out on the site. Combined use of AMT and DC surface resistivity has been also used to image different resolution and work scale of each method.

Chapter six, Spring Valley, Nevada, USA presents the AMT study out on Spring Valley, a 110 km long valley on the Nevada Desert aimed to provide a structural framework for water resources exploration and hydrological modelling. Five 2D AMT profiles along the valley, together with gravity and magnetometry data have been analysed to map the aquifer bounding structure and sediment infill in a typical Basin and Range setting. Faults, stratigraphy, and estimates of depth to basement are valuable information for assessing groundwater potential.

Caracterització estructural i sismotectònica de la litosfera en el domini Pirenaico-Cantàbric a partir de mètodes de sísmica activa i passiva.

Tue, 12 Apr 2011 13:44:20 GMT
Caracterització estructural i sismotectònica de la litosfera en el domini Pirenaico-Cantàbric a partir de mètodes de sísmica activa i passiva. Ruiz Fernàndez, Mario La tesi s'ha estructurat en dos grans blocs, el primer dedicat a la caracterització sismotectònica del sector occidental de los Pirineus mitjançant mètodes de sísmica passiva, i el segon focalitzat a la caracterització estructural del sector central i oriental del marge continental Nord-Ibèric emprant mètodes de sísmica activa. A la primera part s'han abordat diferents aspectes com són els estudis estadístics de la sismicitat, la relocalització hipocentral mitjançant dobles diferències i l'obtenció de famílies d'events mitjançant tècniques de correlació creuada, que han permès millorar significativament el coneixement sismotectònic de la zona estudiada. Els resultats a nivell regional posen de manifest la importància de la sismicitat E-O de Pirineus i revelen la seva continuïtat a cap a l'oest a través de la falla de Leiza, fins a la falla d'Hendaya. La Falla de Leiza apareix com una estructura a nivell cortical amb la sismicitat distribuïda des de la superfície fins als 30 km de fondària, aprofundint-se cap al nord. La Falla de Pamplona es revela com un accident a escala crustal, amb la sismicitat distribuïda, en seu sector central, entre 0 i 20 km de profunditat. A nivell local, les rèpliques del terratrèmol de magnitud 4.1, que va tenir lloc l'any 2002 a uns 5 km de la falla de Pamplona, se han relacionat amb el sector meridional de l'encavalcament d'Aralar. Les dades obtingudes per les xarxes temporals desplegades a la zona de l'embasament d'Itoiz permeten interpretar les sèries sísmiques que van tenir lloc en esta regió com un cas de resposta ràpida disparada per l'inici de posta en carrega de l'embassament. La majoria de mecanismes focals obtinguts en aquest estudi mostren un predomini de les solucions de falla normal, amb diferents graus de component de cisalla, fet característic de la sismicitat dels Pirineus Occidentals. Els resultats obtinguts de la interpretació per mètodes directes dels perfils de gran angle del marge Cantàbric posen de manifest la gran complexitat estructural del nord de la península ibèrica, producte de l'etapa extensional Mesòzoica i la convergència Alpina. El pre-processat de les dades, incloent-hi un filtrat F-K i de Coherència Lateral, ha permès millorar notablement els registres i correlacionar fases sísmiques a distàncies superiors. La interpretació conjunta de les dades dels OBS i les estacions de terra dels perfils N-S permeten acotar amb continuïtat l'estructura d'indentació de l'escorça del Golf de Biscaia entre l'escorça Ibérica, produint la subducció cap al nord de l'escorça mitja i inferior Ibèrica. L'arrel crustal apareix més desenvolupada al sector oriental de la conca Basco-Cantàbrica i la Serralada Cantàbrica, i té una menor potència al sector central i occidental de la Conca Basco-Cantàbrica. Les variacions d'espessor cortical s'han relacionat amb un major o menor grau d'indentació. Al sector oriental de la zona d'estudi l'estructura cortical mostra característiques d'escorça continental aprimada, on és possible diferenciar clarament els nivells d'escorça superior, mitja i inferior. S'observa un important aprimament cortical cap al sector nord-occidental de la zona d'estudi on, a mesura que es penetra al sector central del Golf de Biscaia, les característiques d'escorça continental s'esvaeixen. El fet de que no s'observin anomalies magnètiques de caràcter oceànic a l'interior de la zona d'estudi i que a la sísmica multicanal apareguin gran quantitat d'estructures característiques de processos extensionals continentals, són indicadors clars de que l'escorça d'aquest sector és de tipus transició continent-oceà i que no s'ha arribat a mostrejar escorça oceànica.; TITLE OF THE THESIS: "Structural and Seismotectonic characterization of the lithosphere in the Pyrenean-Cantabrian domain using active and passive seismic methods".

ABSTRACT: This thesis is divided in two parts. The first one is dedicated to the seismotectonic characterization of the western Pyrenean edge and the second part is focused on the structural characterization of the central and eastern sectors of the North-Iberian margin. Methodologies applied in the first part have contributed to obtain an enhanced image of the seismotectonic features of the studied area. The results obtained confirm the important seismic activity on the E-W Pyrenean belt and reveal its westward continuity along the Leiza Fault, up to the Hendaya Fault. The Leiza Fault is manifested as a crustal-scale deep structure, with an important northward dipping seismicity, continuously distributed from surface to almost 30 km depth. The aftershock series following the 2002 February 21 earthquake have been related to the southern sector of the Aralar thrust unit. Data obtained by the temporary arrays deployed arround the Itoiz resorvoir favour the explanation of the aftershock series, occurred after the 2004 September 18 earthquake, as a rapid response case of reservoir-triggered seismicity, burst by the first impoundment of the reservoir. The results derived from the wide angle modelling show the high structural complexity of the northern sector of the Iberian Peninsula. The analysis of the seismic phases recorded at the OBS and land stations of the N-S profiles allow to continuously constrain the indentation geometry of the Bay of Biscay crust between the Iberian crust, producing the subduction to the north of the Iberian middle and lower crusts, down to 55 km depth. The velocity depth distributions obtained in the north-westernmost edge of the study region present the main properties of transition continental to oceanic crust. The fact that no oceanic magnetic anomalies were observed inside the study area, and the multichannel seismic profiles showed numerous normal faults and half-graben structures, typical of continental extensional processes, are clear indicatives that the crust in this sector of the study area is a transitional crust, strongly stretched and thinned, but real oceanic crust has not been imaged yet. The crustal structure, in the easternmost sector of the study region shows the typical continental crust pattern.

Dynamics and structural evolution of collapse calderas: A comparison between field evidence, analogue and mathematical models

Tue, 12 Apr 2011 13:44:17 GMT
Dynamics and structural evolution of collapse calderas: A comparison between field evidence, analogue and mathematical models Geyer Traver, Adelina Collapse calderas are defined as the volcanic depression that result from the disruption of the geometry of the magma chamber roof due to down faulting during the course of an eruption. These structures have received considerable attention due to their link to Earth's ore deposits and geothermal energy resources, but also because large pyroclastic eruptions and associated caldera collapse structures represent one of the most catastrophic geologic events that have occurred on the Earth's surface in the Phanerozoic time and in the historical time.
After several pioneering works, collapse calderas have been the subject of studies of diverse disciplines. However, some important aspects on caldera dynamics and structure remain poorly understood yet.

First, we have revised important works concerning field data about collapse calderas and summarized the most relevant aspects and results. We have created a database to record existing information about collapse calderas: Collapse Caldera DataBase (CCDB). After an exhaustive analysis of the included information we have observed two types of collapse caldera: type-A and type-B.

Experiments on caldera collapse modelling allow a qualitative study of the structural evolution of a caldera collapse process and suggest which of factors play a more relevant role. Analogue models have verified that caldera collapse formation is influenced by multiple aspects (e.g. regional tectonics). We have performed three types of semi-quantitative analyses of particular interest for volcanic hazard: the measurement of the erupted magma chamber volume fraction required to achieve each step of the collapse process, the estimation of the subsidence pattern and the study of the influence of the roof aspect ratio in the dimensions of the collapse parts at surface.

This work includes also a summary of the most important aspects concerning mathematical models of collapse calderas. In base of a mathematical analysis of the pressure evolution inside the chamber during volcanic cycles, we have defined two collapse caldera end-members: under- and overpressure calderas. We have (1) reproduced numerically some of the analogue experiments set out in this work; (2) studied the influence of the selected geometrical setting (e.g. axial symmetric or three-dimensional) in the obtained results and subsequent interpretations and (3) demonstrated that results obtained with mathematical models not strictly related to collapse caldera processes are also applicable to the study of collapse mechanisms and controlling factors.

Finally, we compare the different results obtained by the three distinct disciplines, in order to propose a genetic classification for collapse calderas and to describe the dynamic and structural evolution of the defined end-members. We distinguish between "Cordilleran type" and "Composite volcano type" calderas. Calderas related to the first group correspond to commonly rhyolitic or dacitic, large plate/piston or trap-door calderas formed from a sill-like overpressurized magma chamber in the presence of a regional extensive stress field and a large scale doming or underplating. These calderas tend to occur in areas of thick or thin continental crust and in evolved transitional thick crust. They are associated with C-type subduction zones and areas of continental rifting. "Composite volcano type" calderas occur at the culmination of a long eruptive cycle in composite volcanoes. They take place at the summit of a long-lived volcanic edifice, which has undergone various periods of magma chamber inflation and deflation and different eruptions. The caldera-forming eruption begins with overpressure inside the chamber that triggers, once overcome the tensile strength of the host rock, magma injection into the host rock and finally, an eruption. Calderas included in this group tend to be smaller and not too voluminous.

Concluding, the combination of field studies with experimental and theoretical/mathematical and modelling allows us to identify and quantify the main factors controlling collapse calderas.

Development of numerical methods to determine the litospheic structure combining geopetential, litosthatic and heat transport equations. Application to the Gibraltar arc system.

Tue, 12 Apr 2011 13:44:17 GMT
Development of numerical methods to determine the litospheic structure combining geopetential, litosthatic and heat transport equations. Application to the Gibraltar arc system. Fullea Urchulutegui, Javier Detailed modelling of the present-day lithospheric structure is of paramount importance to understand the evolution of the Earth in the context of plate tectonics. The objectives of this thesis are twofold: the development of numerical methods to determine the lithospheric structure combining geopotential, lithostatic and heat transport equations, and the application of these methods to the study area, the Gibraltar Arc System region (GAS). The final product should be a useful 3D tool to analyse the lithosphere integrating, in a consistent manner, the thermal field, elevation, geoid and gravity anomalies, and SHF. In this sense, four main goals are:

1) Development of a numerical code to compute Bouguer anomalies from publicly available satellite-derived free air data in both continental and marine areas.

2) Development of a 1D method to calculate a first order lithospheric structure using elevation and geoid anomaly as input data.

3) Development of a 3D interactive code to perform lithospheric forward modelling, integrating SHF, gravity and geoid anomalies, and elevation.

4) Obtain a 3D image of the lithosphere geometry over the study region independent from seismic tomography in order to improve our knowledge of the deep, present day, lithospheric structure of the GAS region, and discuss the different geodynamic models proposed to explain its origin.

FA2BOUG is a FORTRAN 90 code to compute Bouguer anomaly specially intended to work with global elevation and free air data bases (Chapter 3). The program is designed to calculate in both continental and oceanic areas.

Chapter 4 deals with a method based on the combination of elevation and geoid anomaly data that allows for a rapid calculation of the crustal and lithospheric thickness over large regions under the assumption of local isostasy, thermal steady state, linear vertical density gradient for the crust, and temperature dependent mantle density.

Chapter 5 presents GEO3Dmod, a computer program intended to perform interactive 3D lithospheric forward modelling, integrating SHF, elevation, gravity anomaly and geoid anomaly. The program consists of two modules. The first one (GEO3Dmod) resolves the direct problem, i.e. given a lithospheric model (a set of layers with different properties), it calculates the 3D thermal and density structure of the lithosphere and the associated geophysical observables. The second one (GEO3Dmod_INTF) is a graphical interface designed to visualize and modify the lithospheric structure according to the differences between calculated and measured geophysical observables. To test the program, we used a number of synthetic models composed of crust, lithospheric mantle, sea water and asthenosphere.

In Chapter 6 we applied GEO3Dmod to the Gibraltar Arc System region using as initial geometry of the Moho and the LAB the 1D model obtained using elevation and geoid anomaly (Chapter 4). The application of the model to the GAS region yields a crustal and lithospheric structure that coincides fairly well with previous works. The whole Atlas Mountains seem to be affected by lithospheric thinning (60-90 km), but this feature is more conspicuous in its southern part, the Anti Atlas Variscan domain, and to the north, in the Middle Atlas. The eastern branch of the Atlas does not seem to be much affected by this lithospheric thinning. The strongest LAB topography gradients are present in the northern, southern and eastern limits of the thick lithosphere imaged beneath the Gulf of Cadiz, the Betics and the Rif (170-210 km). These regions coincide with the contact between the Iberian Variscan Massif and the Betic chain in the north, the contact between the Middle Atlas and the external Rif domain to the south, and the contact between the Betic-Rif orogen and the Alboran Basin to the east. The rough topography of the LAB suggests that the mantle contribution to the isostatic balance is not negligible, as confirmed by the isostatic residual anomaly map calculated for the GAS region. The presence of the SW-NE oriented zone of lithospheric thinning affecting the High, Anti and Middle Atlas and extending to the eastern Alboran Basin, as well as the parallel thick lithosphere zone extending along the western Betics, eastern Rif, Rharb Basin, and Gulf of Cadiz, put severe constraints on the proposed geodynamic models. Slab tear and asymmetric roll-back could be a plausible mechanism to explain the lithospheric thickening, whereas lateral asthenospheric flow would cause the lithosphere thinning. An alternative mechanism responsible for the lithospheric thinning could be the presence of a hot magmatic reservoir derived from a deep ancient plume centred in the Canary Island, and extending as far as Central Europe.

Magnetotelluric Investigation of Geoelectrical Dimensionality and Study of the Central Betic Crustal Structure, A

Tue, 12 Apr 2011 13:44:15 GMT
Magnetotelluric Investigation of Geoelectrical Dimensionality and Study of the Central Betic Crustal Structure, A Martí i Castells, Anna The magnetotelluric (MT) method is a geophysical method that allows characterizing the electric properties of the Earth materials. Within the frame of this method, this thesis is divided in two parts.
The first part presents a series of methodological contributions to the dimensionality analysis of the MT data, emphasizing on the effects produced by errors.
Thus, the WAL and the Bahr dimensionality methods, both based on the use of rotational invariants, have been studied. In the first, the method has been extended in order to consider data errors and the fact that geological structures can not always be approached to the ideal cases. In this sense, a program, WALDIM, has been created, which allows performing the dimensionality analysis in real data. With reference to the Bahr method, its limitations and inconsistencies have been analysed, and have been solved through the redefinition of the threshold limits of the invariants, and the use of an additional parameter, Q, also used by the WAL method.
In the second part, the magnetotelluric study of the geoelectric structures of the Central Betics crust is presented. The data show a complex dimensionality, for which these have been modelled using a 3D model at crustal level. The model shows a good correlation between the resistivity structures and the surface geology, as well as the continuation of them at lower depths. Below the Internal Zone, at upper crustal level, the model shows a conductive body between the Nevado-Filabride complex and the Betics detachment level. This conductor is interpreted as a differentiated lithologic unit, formed by basic or low crustal rocks, containing a conducting mineral phase, such as graphite or pyrite.; El mètode magnetotel·lúric és un mètode geofísic que permet caracteritzar les propietats elèctriques dels materials de la terra. Dins el marc d'aquest mètode, aquesta tesis es divideix en dues parts.
La primera consisteix en una sèrie d'aportacions metodològiques a l'anàlisi de la dimensionalitat de les dades, posant èmfasi en els efectes produïts pels errors.
D'aquesta manera, s'han estudiat els ja coneguts mètodes d'anàlisi de la dimensionalitat de WAL i Bahr, basats en invariants rotacionals. En el primer, s'ha ampliat el mètode per tal de considerar els errors de les dades i el fet que les estructures geològiques no sempre es poden relacionar amb els casos ideals. Així, s'ha creat el programa WALDIM, que permet realitzar l'anàlisi de la dimensionalitat per a dades reals. Pel que fa al mètode de Bahr, s'han analitzat les seves limitacions i inconsistències, que s'han resolt mitjançant la redefinició dels valors llindar, i la utilització d'un paràmetre adicional, Q, també utilitzat en el mètode de WAL.
En la segona part, es presenta l'estudi magnetotel·lúric de l'estructura geoelèctrica de l'escorça de la zona central de la Serralada Bètica. Les dades mostren una dimensionalitat complexa, i es modelitzen mitjançant la creació d'un model 3D a nivell cortical. Aquest model mostra una bona correlació entre les estructures resistives i la geologia superficial, així com la seva continuïtat a majors profunditats. A nivell d'escorça superior, el model mostra un cos conductor a la Zona Interna, localitzat entre els complexes Nevado-Filàbride i el nivell de desenganxament de les Bètiques. Aquest conductor s'interpreta com una unitat litològica diferenciada, formada per roques bàsiques o del mantell inferior, que conté una fase mineral conductora, com pot ser grafit o pirita.; El método magnetotelúrico es un método geofísico que permite caracterizar las propiedades eléctricas de los materiales terrestres. En el marco de este método, esta tesis se divide en dos partes.
La primera consiste en una serie de aportaciones metodológicas al análisis de dimensionalidad de los datos, enfatizando en los efectos producidos por los errores.
Así, se han estudiado los ya conocidos métodos de análisis de dimensionalidad de WAL y Bahr, basados en invariantes rotacionales. En el primero, se ha ampliado el método de manera que se consideren los errores de los datos, y el hecho que las estructuras geológicas no se correspondan siempre con casos ideales. De esta manera, se ha creado el programa WALDIM que permite realizar el análisis de la dimensionalidad en datos reales. En cuanto al método de Bahr, se han analizado sus limitaciones e inconsistencias, que se han solucionado mediante la redefinición de los valores lindar, y la adición de un nuevo parámetro, Q, también utilizado en el método de WAL.
En la segunda parte, se presenta el estudio magnetotelúrico de la estructura geoeléctrica de la corteza de la zona central de la Cordillera Bética. Los datos muestran una dimensionalidad compleja, y se modelizan mediante la creación de un modelo 3D a nivel cortical. Este modelo muestra la buena correlación entre las estructuras resistivas y la geología superficial, así como su continuidad a profundidades mayores. A nivel de corteza superior, el modelo muestra un cuerpo conductor en la Zona Interna, localizado entre el complejo Nevado-Filábride y el nivel de despegue de las Béticas. Este conductor se interpreta como una unidad litológica diferenciada, formada por rocas básicas o del manto inferior, que contiene un mineral conductor tal como grafito o pirita.

Falles actives i perillositat sísmica al marge nord-occidental del solc de València

Tue, 12 Apr 2011 13:44:13 GMT
Falles actives i perillositat sísmica al marge nord-occidental del solc de València Perea Manera, Héctor El reconeixement de les falles actives i l'obtenció dels paràmetres que descriuen el seu cicle sísmic és un dels punts que poden ajudar a millorar els estudis de perillositat sísmica en zones amb una baixa activitat sísmica. Les falles localitzades en aquestes regions es caracteritzen per tenir taxes de lliscament baixes (< 0.01 mm/any) i cicles sísmics llargs (entre 10^3 i 10^5 anys), fet que dificulta la distinció entre falles actives i falles inactives. Amb la finalitat de localitzar les falles actives en una zona de deformació lenta, el marge nord-occidental del solc de València, s'han seguit diferents aproximacions. En primer lloc, s'ha realitzat un estudi sismotectònic per veure quines són les estructures neotectòniques de la zona, tenint en consideració tant informació geològica com geofísica, i s'ha vist que aquestes es corresponen amb les falles normals originades durant l'extensió neògena. A continuació, s'ha mirat si hi ha coincidència espacial entre els terratrèmols, tant instrumentals com històrics, i aquestes falles. D'aquesta forma s'han pogut distingir les falles que podrien ser responsables de part de l'activitat sísmica actual i/o les falles que han estat responsables d'algun dels grans terratrèmols històrics. S'ha realitzat un estudi de paleosismologia que ha permès reconèixer el caràcter sismogènic de la falla del Camp (Tarragona) i caracteritzar el seu cicle sísmic. També s'ha realitzat un estudi geomorfològic dels fronts de muntanya per identificar aquells associats a falles que encara serien actives. Finalment, l'anàlisi de perfils de sísmica de reflexió realitzats a les zones marines del solc ha permès observar que algunes falles extensives neògenes estaven desplaçant reflectors corresponents als nivells sedimentaris plio-quaternaris, fet que fa suposar que aquestes falles encara serien actives. A partir de les diferents aproximacions s'han classificat les falles extensives del solc de València en 5 grups: a) falles sismogèniques; b) falles amb registre d'activitat actual i acumulada; c) falles amb registre d'activitat acumulada; d) falles amb registre d'activitat actual; i e) falles sense registre d'activitat. A partir de la longitud de les falles considerades actives i de les taxes de lliscament s'han obtingut els paràmetres sísmics que descriuen el cicle sísmic de les falles, la magnitud màxima del terratrèmol característic y el seu període de retorn. De totes formes, a causa de les limitacions de les aproximacions utilitzades aquesta informació només s'ha pogut obtenir per les falles sismogèniques, per les falles amb registre d'activitat actual i acumulada i per les falles amb registre d'activitat acumulada. El tercer paràmetre que caracteritza el cicle sísmic de les falles, el temps transcorregut des de l'últim gran terratrèmol, només es pot obtenir a partir d'estudis de paleosismologia i a la zona només s'ha pogut obtenir per la falla del Camp. Amb aquesta informació s'han inclòs les falles com a fonts sismogèniques en un estudi de perillositat sísmica que ha permès veure quines són les variacions que es produeixen i poder determinar quin dels tres paràmetres que descriuen el cicle sísmic de les falles és el que té més influència en el resultat final. S'ha observat que la inclusió de les falles produïa augments significatius de la perillositat (acceleració pic) en zones on sense tenir en compte les falles aquesta era baixa i que el paràmetre que més fa variar els resultats finals de perillositat és el període de recurrència.; The recognition of active faults and the determination of the characteristic earthquake parameters for each fault is a difficult key point in the seismic hazard analysis of zones with low seismic activity. The faults located in these regions are characterized by low slip-rates (seismic cycles between 103 and 105) thing that defaults the distinction between active and inactive faults. Different approaches are proposed to help in this distinction. The first one consists on the coincidence in space of historical and instrumental earthquakes with the main neotectonic faults. Using this approach it is possible to recognize faults that produced destructive earthquakes in the past and the faults that are responsible for the moderate present seismic activity and might generate destructive earthquakes in the future. The next approach is based on the idea that under the same climatic and geological conditions the active faults should have similar geomorphological expression. Therefore, the geomorphological and morphometrical comparison between faults that produced destructive earthquakes and long faults having an appropriate orientation with respect to the current stress field to be activated will allow us to detect faults that are probably active and could potentially produce destructive earthquakes. The last approach is based on the recognition of deformed plio-quaternary sedimentary layers through the analysis of seismic reflection profiles made in the offshore zones. Using these approaches, the faults located in eastern Iberia have been classified as: 1) seismogenic faults, those which have generated destructive earthquakes in the past; 2) faults with present and accumulated activity registry, , those that show geomorphological features revealing long term activity and also showing moderate to low current activity; 3) faults with accumulated activity registry, those that show geomorphological features revealing long term activity;, 4) faults with present activity registry, those that are the responsible of part of the present moderate earthquake activity; and 5) non active faults. Using the length of the seismogenic and high potential faults enabled me to estimate their maximum earthquake and, from the dated geomorphological features, brackets for long-term slip-rates have been obtained. Other seismic parameters (recurrence period for example) have been estimated from the slip-rates according to empirical relationships among different seismic parameters. Finally, hazard maps of eastern Iberia concerning long return periods have been proposed.