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

Abstract

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.

<i>TITLE OF THE THESIS: "Structural and Seismotectonic characterization of the lithosphere in the Pyrenean-Cantabrian domain using active and passive seismic methods".<br/><br/>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. </I>