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Tesis > TEMA

Geología [ 149 tesis ]

Geofísica [ 6 tesis ]

Ghidella, Marta Elba. "Desarrollo de métodos de interpretación de datos geomagnéticos aéreos y satelitarios : Su aplicación a la evolución tectónica del Antártico" (1997) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El Continente Antártico y los mares que lo rodean constituyen una de las regiones más inaccesibles del planeta. por su riguroso clima y su permanente cobertura de hielo. Para Ia exploración de regiones como ésta cobran especial importancia los métodos aéreos y satelitarios. Dos métodos geofísicos geopotenciales, Ia magnetometría y la gravímetría, que se basan en la medición de los campos magnéticos y gravitatorios, respectivamente, se pueden implementar desde satélites o aviones. Los métodos de reducción, procesamiento e interpretación de los datos son diferentes para cada caso: magnitud medida y plataforma empleada. Hemos trabajado en los métodos de reducción de los datos geomagnéticos del satélite Magsat con el cometido de separar Ia contribución de Ia corteza terrestre de las contribuciones del campo principal y el campo externo a la tierra, y para verificar los resultados obtenidos, anomalías magnéticas de orígen supuestamente cortical, hemos estudiado su correlación con datos aeromagnéticos de alta densidad de cobertura en una región centrada en Ia Península Antártica. Por medio de modelos bi y tridimensionales pudimos demostrar que las fuentes de las anomalías magnéticas observadas por el satélite son las variaciones enla estructura de la corteza resultantes de actividad volcánica y plutónica relacionadas con la paleo subducción en el margen Pacífico de la Península Antártica. EI ajuste de dos conjuntos de datos a diferentes alturas nos permitió reducir Ia ambigüedad en la determinación de las fuentes, y además comprobar que la contribución al campo magnético de las rocas de Ia corteza terrestre es detectable a alturas de satélite aun en regiones tan cercanas al óvalo auroral como las antárticas. Esta conclusión está condicionada a los métodos de reducción de los datos satelitarios: para un satélite como Magsat, que operó en órbita heliosincrónica casi polar, ubicada en un meridiano amanecer atardecer, es necesario que con posterioridad a la aplicación de métodos de depuración primarios se apliquen filtros pasabanda bídímensíonales, que permiten eliminar la influencia de los campos ionosféricos cuasi-estables. Los resultados conseguidos nos permitieron ganar confianza en el campo de anomalías satelitarias y extender la modelación más allá de la cobertura de los datos aeromagnéticos, obteniendo de esta manera una estimación de la distribución en superficie y en profundidad de las regiones de la corteza antártica con propiedades magnéticas significativas, y elucidar su rol en los procesos geodinámicos. Con los datos aeromagnéticos es posible obtener información de mayor resolución (la contrapartida es que no tienen cobertura global como los satelitarios). Un estudio crítico de las técnicas de inversión de las anomalías magnéticas para hallar el techo del basamento magnético, y una nutrida experimentación numérica, nos autorizaron a determinar que las técnicas lineales son las que producen los mejores resultados prácticos cuando se trata de trabajar con conjuntos de datos grandes. Desarrollamos un método basado en el análisis espectral de los perfiles de anomalías magnéticas con el cual produjimos una mapa del relieve del basamento magnético en el mar de Weddell y el margen de La Peninsula Antártica, y usando datos existentes de topografía, llegamos a una estimación del espesor sedimentario que concuerda razonablemente con los resultados obtenidos por otros métodos, en los pocos lugares en que los hay. La detección de una profunda cuña sedimentaria de dirección Norte - Sur con su eje ubicado sobre Ia plataforma Este de la Península Antártica. en lugar de estar en el talud continental como suele ser lo normal, nos indujo a intentar invertir los datos gravimétricos existentes (aéreos y satelitarios) para verificar el relieve del fondo marino en la margen, muy difícilde medir directamente por la presencia de hielo flotante. Analizamos la función de admitancia para gravedad - topografía (relación espectral, que depende de las propiedades elásticas de la litosfera y de la historia de sedimentación), y encontramos que bajo ciertas condiciones puede ser usada para hallar la topografía a partir de la gravimetría. Esto se logró con el uso de la fase de la función, luego de comprobar que en márgenes continentales es compleja y fuertemente no lineal. Pudimos así verificar que el borde de plataforma en realidad se encuentra alrededor de 100 km al Oeste de lo que los mapas anteriores indicaban. Las características morfológicas del margen, y la abundancia de sedimentos en la zona del talud, indican que se formó como un margen pasivo no volcánico. Sin embargo, las anomalías magnéticas de expansión de fondo oceánico indican, mar adentro, una dirección de expansión prácticamente paralela a la línea de costa. Esto sugiere que desde que el margen se abrió, alrededor de 200 Ma (millones de años) atrás, hasta la actualidad, la Península Antártica sufrió una rotación de alrededor de 90 grados en el sentido de las agujas del reloj. Hay bastante consenso respecto a los movimientos de deriva de la Península en los últimos 84 Ma. Las huellas de los movimientos anteriores, si bien deterioradas por el tiempo, se encuentran en el mar de Weddell como anomalías magnéticas y gravimétricas. Utilizando la teoría de la Tectónica de Placas, que dice que los movimientos de los continentes se pueden ajustar mediante rotaciones rígidas en una esfera (la tierra), elaboramos un modelo cuantitativo de los movimientos más antiguos de la Península. Según este modelo, la corteza del mar de Weddellse generó casi exclusivamente por la separación entre Antártida Oeste y Sudamérica, siendo la excepción la posibilidad de que la posición inicial del punto triple generado al abrirse el Océano Atlántico haya estado en el centro de este mar y permanecido allí por un período de 20 Ma. La posición inicial de la Península Antártica se ubica en el margen SO de Sudamérica en compatibilidad con la propuesta proveniente de estudios geológicos de que se separó con la formación de la cuenca marginal de Rocas Verdes. Los movimientos subsiguientes (hasta Ilegar a los 84 Ma) se subdividen en cuatro etapas, que entotal implican una rotación dextrógira de casi 90° en conjunción con una traslación hacia el Sur si se toma Sudamérica como referencia. Si se considera que todos los bloques continentales que componen Antártida Oeste compartieron estos movimientos, nuestros resultados son razonables en el sentido de que no se producen superposiciones de masas continentales, y son entonces compatibles con la idea generalizada de que si hubieron desplazamientos relativos entre estos bloques, no fueron demasiado grandes, por lo menos a partir de los 140 Ma

Abstract:
The Antarctic continent and its surrounding marine areas constitute one of the most inaccessible regions of the world, due to its harsh climate and permanent ice coverage. lt is for the exploration of such regions that airborne and satellite methods attain special relevance. Two geophysical geopotential methods, namely magnetics and gravity, which are respectively based on the measurement of the geomagnetic and gravitational fields, are able to be implemented on satellites and aircrafts. We have worked on reduction procedures for the Magsat satellite geomagnetic data by addressing the isolation of the crustal contribution from the main and external magnetic fields of the earth, and, in order to check the results thus attained, supposed to be magnetic anomalies of crustal origin, we have studied their correlation with high density aeromagnetic data in a region centered in the north of the Antarctic Peninsula. We have been able to prove, through the use of two and three dimensional modelling, that the sources that create the magnetic anomaly field derived from the satellite data are crustal structure variations resulting from volcanic and plutonic activity related to the paleo subduction on the Pacific margin of the Antarctic Peninsula. The simultaneous fit to two data sets from different altitudes allowed us to minimize the ambiguity in source determination, and furthermore prove that the crustal contribution to the magnetic field can be detected at satellite altitudes even in an area as close to the auroral oval as the Antarctic. This conclusion is conditioned to the satellite data reduction techniques: for a satellite like Magsat that operated on a sun synchronous orbit in the down - dusk meridian, it is essential that following the primary reduction a two dimensional band pass filtering procedure be applied to the data in order to eliminate the influence of the cuasi stable ionospheric fields. The achieved results encouraged us to trust the satellite magnetic anomaly field, and therefore to extend the modelling commitment beyond the aeromagnetic data coverage, obtaining in this way an areal and depth distribution of estimates of the zones of the Antarctic crust that posses significant magnetic properties, and to elucidate theirrole in geodynamic processes. The aeromagnetic data set allows us to get more detailed information about the underlying terrains (the drawback is that the coverage is not worldwide as it is for a satellite). A critical study of the magnetic anomaly inversion techniques that are used to derive the depth to the magnetic basement, and a profuse numerical experimentation, allowed us to determine that the linear techniques yield the best practical results when large data sets are involved. We have developed a method based on magnetic anomaly profile spectral analysis with which we produced a map of the magnetic basement relief that comprises the Weddell Sea and the Antarctic Peninsula margin. By using existing bathymetric data, we obtained sediment thickness estimates that are in reasonably good agreement with the few existing results attained by other geophysical methods. The detection of a deep sedimentary wedge with a north - south directed axis Located on top of the eastern Antarctic Peninsula continental shelf, instead of being on the slope as is normally the case, lead us to try an inversion of the of the existing (airborne and satellite) gravity data in order to check the depth of the sea water along the margin. as direct bathymetric measurements are difficult to accomplish due to the presence of large floating ice fields. We analyzed the gravity - topography admittance function (it is a spectral ratio that depends on the litosphere’s elastic properties and on the history of sedimentation), and we found that under certain conditions it can be used to derive topography from gravity. This was finally achieved by the use of the phase of the admittance. after having found out that on continental margins it is a largely non linear complex function. We could thus verify that the shelf edge is located at about 100 km west from what previous maps show. The margin morphology and the great sediment overburden at its slope indicate that it was Created as a non volcanic passive margin. However, the seaward seafloor magnetic anomaly pattern implies a spreading direction which is rougth parallel to the shoreline. This suggests that from the early opening of the margin, at about 200 Ma (million years) ago, until present time, the Antarctic Peninsula has undergone a 90 degrees clockwise rotation. There is sufficient consensus regarding the drift of the Antarctic Peninsula during the past 84 Ma. The imprint of the former movements, even deteriorated by the elapsed time. show up in the Weddell Sea as magnetic and gravity anomalies. Under the frame of Plate Tectonics, which states that the continental movements can be described by rigid rotations on a sphere (the earth) we have created a cuantitative model of the oldest drift movements of the Antarctic Peninsula. According to this model, the crust underlying the Weddell Sea was created almost exclusively by the separation between West Antarctica an South America, the only exception being the possibility that the initial position of the triple junction, resulting from the opening of the South Atlantic Ocean, could have been in the center of the Weddell sea and stayed there for about 20 Ma. The initial position of the Antarctic Peninsula is located on the SW South American margin in agreement with the proposition emerging from geological studies that it separated from South America concurrently with the creation of the Rocas Verdes basin. The subsequent movements (up to 84 Ma b.p.) are separated into four stages which altogether imply a dextral rotation of almost 90°, combined with a southward translation of relative motion with respect to South America. If all the continental blocks that comprise West Antarctica are assumed to have shared these movements, our results are feasible under the consideration that there are no overlaps of continental masses, and are therefore compatible with the generalized idea that, if there were relative movements between the blocks, they have not been very large, al least for the past 140 Ma.

Zaffarana, Claudia Beatriz. "Estudio de la deformación pre-cretácica en la región de Gastre, sector sur del Macizo Norpatagónico" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El objetivo de esta tesis fue conocer el tipo y la edad de la deformación en la zona de Gastre, sector sur del Macizo Norpatagónico, donde se ha sugerido aflora la expresión de un sistema de fallas transcurrentes de escala intercontinental que habría controlado movimientos dextrales de gran magnitud entre el sur de Patagonia y la plataforma estable sudamericana. Se realizó un mapeo detallado de la estructura interna de las rocas intrusivas de la región (conocidas como Batolito de la Patagonia Central) combinando estudios petrográficos, microestructurales, de anisotropía de susceptibilidad magnética (ASM) y de magnetismo de rocas. Se propone que las mismas pueden dividirse en dos asociaciones de granitoides, donde la primera contiene enclaves máficos microgranulares y titanita como mineral accesorio y la segunda es intrusiva en la anterior y posterior al magmatismo máfico de la región. Se mantienen los nombres que les habían otorgado Rapela et al. (1992) (Superunidad Gastre para la unidad más antigua y Superunidad Lipetrén para la más joven), pero el criterio de clasificación de este trabajo es diferente. Asimismo, se caracterizó la mineralogía magnética de cada facies granítica. El mapeo de la estructura interna de las rocas permitió delinear la presencia de un angosto corredor estructuralsubvertical de foliaciones magmáticas de rumbo noroeste-sudeste con lineaciones magnéticas empinadas, someras e intermedias que es común a todas las litologías. Las áreas ubicadas afuera del lineamiento tienen fábrica magnética discordante. Los representantes del magma máfico en la región de Gastre adoptan la forma de enclaves, diques o pequeños stocks debido a la mezcla de magmas de diferente composición en diferentes estadíos de cristalización del magma félsico hospedante. Este proceso permitió también explicar algunas texturas de desequilibrio como oikocristales, xenocristales y cristales corroídos. Se describieron enjambres de enclaves monogénicos hasta ahora no mencionados en la literatura geológica de la zona. Los estudios de ASM en enclaves máficos y su roca hospedante indican que los enclaves constituyen marcadores pasivos de la deformación magmática. Se encontraron diques máficos con fábrica magnética anómala debido a la sobreimposición de deformación tectónica. Se describieron afloramientos de rocas de basamento que registran una foliación metamórfica previa al desarrollo de la foliación tectónica NO-SE subvertical. La deformación tectónica se concentra en afloramientos pequeños dispersos entre granitoides tectónicamente indeformados, y los planos de foliación tectónica y la lineación de estiramiento son altamente heterogéneos entre sí y con respecto al corredor. Se obtuvo un polo paleomagnético a partir de las rocas volcánicas jurásicas de la zona cuya ubicación coincide con la de otros polos de áreas estables de Sudamérica de similar edad, así que se descarta la posibilidad de grandes rotaciones tectónicas en el período Jurásico Temprano-reciente. Se concluye que el Sistema de Fallas de Gastre fue una estructura que controló el emplazamiento diacrónico de algunos cuerpos ígneos tabulares pertenecientes al Batolito de la Patagonia Central, y que también canalizó deformación subsólida post-emplazamiento, pero no fue una zona de movimientos transcurrentes de gran magnitud. Debe recurrirse a otros modelos para reconstruir la paleogeografía jurásica de Gondwana Occidental.

Abstract:
The aim of this work was to explain the history of deformation in the Gastre Fault System, Central Patagonia. Some authors had proposed that this was an intercontinental strike-slip system that accommodated important dextral displacements in the Jurassic between the patagonian and the stable South American blocks. A detailed mapping of the internal structure of the granitoids of the region (the Central Patagonian Batholith) was performed combining petrographic, microstructural, anisotropy of the magnetic susceptibility (AMS) and rock magnetic studies. These granitoids can be divided in two groups: an older set of granitoids, which has mafic microgranular enclaves and titanite as an accessory mineral, and an intrusive set of granitoids which postdates the mafic magmatism of the region. The intrusive groups are still called Gastre Superunit and Lipetrén Superunit, because the names formerly given by Rapela et al. (1992) are kept, although the classification scheme of this work is different. The magnetic mineralogy of each granitoid facies was also characterized. The mapping of the internal structure of the magmatic rocks showed the existence of a narrow structural corridor of subvertical NW-SE foliation planes shared by all granitoid facies. Magnetic lineations inside this corridor are of shallow, subvertical and intermediate inclination. The areas outside the lineament have discordant magnetic fabric. The mafic magma in the Gastre region is represented by enclaves, dikes and small stocks; the different morphologies arise from magma mingling at different crystallization stages of the felsic magma host. Magma mingling also explains some disequilibrium textures such as oikocrysts, xenocrysts and crystal corrosion. Undescribed spectacular monogenic enclave swarms were found and described. AMS studies of mafic microgranular enclaves and their host rock showed that enclaves constitute passive markers of magmatic deformation. Anomalous magnetic fabric that can be ascribed to tectonic deformation was found in mafic dikes and felsic veins. Small basement outcrops having metamorphic foliation prior to the development of the NW-SE tectonic foliation were described. Tectonic deformation is constrained to small outcrops scattered among tectonically undeformed granitoids. Foliation planes and stretching lineations are highly heterogeneous. A paleomagnetic pole was calculated from the overlying Jurassic rocks of the region and its position coincides with other paleomagnetic poles of similar age coming from stable areas of South America. Major tectonic rotations did not occur from the Lower Jurassic to recent (only small counterclockwise rotations would be expected). In conclusion, the Gastre Fault System was a structure which controlled the diachronic emplacement of some tabular igneous bodies of the Central Patagonian Batholith, and which also channeled some subsolid post-emplacement deformation, but it was not a major transcurrent fault zone and consequently other tectonic models need to be considered when reconstructing the Jurassic paleogeography of Western Gondwana.

Fazzito, Sabrina Yesica. "Estudios geofísicos aplicados a la neotectónica de la falla El Tigre, precordillera de San Juan" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El presente estudio tiene como objetivo principal caracterizar la cinemática, la estructura y la deformación de uno de los rasgos estructurales más destacados en la Precordillera Centro- Occidental de San Juan con actividad neotectónica, la falla con deslizamiento oblicuo El Tigre. Para esto, se mostrará que la aplicación y el desarrollo de diferentes métodos geofísicos, en conjunto con los métodos geológicos tradicionales como el análisis estructural, geomórfico y estratigráfico, permiten ampliar significativamente el conocimiento de una zona afectada por actividad neotectónica. En este trabajo se aplicaron, con resultados positivos, diversos métodos de estudio geofísico en zonas afectadas por la falla: Tomografía Eléctrica Resistiva somera en 2D, Paleomagnetismo y Anisotropía de Susceptibilidad Magnética. Entre los principales aportes de la investigación se encuentran: la identificación de discontinuidades en la traza y geoformas asociadas a fallamiento de desplazamiento de rumbo, el reconocimiento de estructuras oblicuas a la falla, determinación de curvaturas menores y mayores de la traza y la evaluación de la actividad de la falla en el tiempo. En particular en el Segmento Central de la falla El Tigre, la Tomografía Eléctrica Resistiva en 2D reveló características de los sedimentos, la ubicación y orientación de la falla principal, la estructura de dorsos de presión y de bajos de hundimiento y permitió asociar la distribución de esas geoformas a los cambios mayores en la orientación de la traza de la falla. Además, esta metodología permitió sugerir la existencia de fallas ciegas y grábenes, la ubicación de la napa freática y reconocer la función de la falla El Tigre como barrera hidrogeológica. A través del Paleomagnetismo se logró detectar la presencia de zonas con importantes rotaciones tectónicas según ejes verticales asociadas al movimiento de la falla, diferencias en la actividad de la falla en distintos períodos geológicos y, teniendo en cuenta las estructuras oblicuas reveladas en el estudio cartográfico, ayudar a proponer un esquema cinemático preliminar de deformación en bloques. El método de Anisotropía de Susceptibilidad Magnética reveló las direcciones de máximo y mínimo acortamiento de la deformación y una posible variación de orientación de las mismas en el tiempo.

Abstract:
The present study has the characterization of the kinematics, structure and deformation of one of the most outstanding structural features in the Central-Western Precordillera of the San Juan province, the oblique-slip ‘El Tigre’ fault as it main objective. It is shown that the application and development of different geophysical methods, together with the usual geological studies as structural, geomorphological and stratigraphic analysis, allow to significantly extend the understanding of a zone affected by neotectonic activity. Different methods of geophysical study were applied with positive results in zones affected by the fault: shallow 2D Electrical Resistivity Tomography, Paleomagnetism and Anisotropy of Magnetic Susceptibility. Among the main achievements of the investigation we enumerate: the identification of discontinuities in the trace and landforms associated to strike-slip faulting, the recognition of structures oblique to the fault, the determination of smaller and larger trace curvatures, and the evaluation of the fault activity along time. In particular, in the Central Segment of the ‘El Tigre’ fault the 2D Electrical Resistivity Tomography revealed the underground features of sediments, the location and orientation of the main fault, the structure of pressure-ridges and sag-ponds, and allowed to relate the landforms distribution to the largest changes in the fault trace orientation. Besides, this methodology allowed to suggest the existence of blind faults and grabens, the location of the water table and the recognition of the ‘El Tigre’ fault as a hydrogeological barrier. Paleomagnetic studies were essential for: detection of the presence of zones with important tectonic rotations around vertical axes associated to the fault motion, differences in the fault activity in different geological periods and, considering the oblique structures revealed in the cartographic study, helped to propose a preliminary kinematic scheme of rigid-block deformation. The method of Anisotropy of Magnetic Susceptibility showed the maximum and minimum shortening directions of the deformation, and a possible variation of them with time.

Sigismondi, Mario Emilio. "Estudio de la deformación litosférica de la cuenca Neuquina: estructura termal, datos de gravedad y sísmica de reflexión" (2012) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En las últimas dos décadas especialmente, la atención de los científicos hacia trabajos de campo, geofísica y geoquímica, ha servido para el estudio de la estructura profunda de la corteza y del manto y su relación con la génesis y evolución de las cuencas sedimentarias. Es claro que estos resultados no son sólo de valor académico, sino que tienen importancia práctica ya que el mejor conocimiento de la geología y la geofísica profunda llevan a un entendimiento acabado de los fenómenos geológicos y las condiciones de formación y distribución de los espacios de acomodación para alojar depósitos minerales de interés económico. Consecuentemente, parece lógica la decisión de intentar reunir la mayor parte de los datos geofísicos disponibles tanto a escala de detalle como regional, y proveer una síntesis de la evolución de la cuenca Neuquina en su contexto geodinámico. La investigación presentada es un esfuerzo dirigido a hacia esos objetivos. Como un método geofísico en particular ilumina sólo una parte del problema, el empleo de técnicas combinadas ha permitido encontrar soluciones más cercanas a la realidad, teniendo en cuenta sus relaciones, semejanzas y diferencias. Debido a que los relevamientos geofísicos para estudios regionales y de detalle han sido ejecutados mayormente por organismos gubernamentales o privados y muchas veces no son accesibles para docentes e investigadores universitarios, una de las contribuciones de esta tesis es la cooperación entre la universidad y la industria, tomando las fortalezas de ambas vertientes. La premisa fundamental en esta tesis ha sido examinar la relación existente entre elementos que condicionan el régimen tectónico por medio de observaciones geofísicas. El ambiente tectónico de tipo andino de la cuenca Neuquina está controlado por tres factores fundamentales: estado térmico, volcanismo y apilamiento tectónico. El régimen térmico está regido por el flujo de calor, el cual muestra como cuadro de primer orden un sector norte alineado entre la localidad de Chos Malal y el volcán Auca Mahuida que exhibe un gradiente promedio mayor al resto de la cuenca Neuquina, especialmente respecto al sur de la dorsal de Huincul donde el flujo es el menor. Simultáneamente, el régimen térmico es el principal responsable de la existencia de tres escenarios nítidos de rigidez flexural, que han condicionado la deformación a escala cortical pero transmitiendo su impronta en la deformación del basamento: la dorsal de Huincul se comporta como un elemento de elevada resistencia mecánica relativa, que limita la propagación de la deformación hacia el sur de la comarca; la faja plegada del Agrio – Chos Malal y el volcán Auca Mahuida son las zonas más propensas a la deformación pues es la de menor rigidez relativa; y por último, el sector oriental o de plataforma, el cual presenta una rigidez flexural intermedia. Una observación muy importante es la anisotropía de la rigidez que se comporta en dirección oeste – este al norte de la dorsal de Huincul, para transformarse casi norte – sur desde la dorsal de Huincul hacia abajo. Como resultado de los cambios en la distribución de rigidez, la partición de la deformación asociada a un régimen de convergencia oblicuo que cambia su trayectoria en el tiempo, no ha permanecido invariable, sino que se ha resuelto de dos formas: al norte de la dorsal de Huincul la deformación se propaga casi sin partición, dando origen a la existencia de la faja plegada y corrida del Agrio y Chos Malal, a la deformación de arco y antearco, y a una zona sismogénica más amplia y trabada que ha ocasionado dos megasismos recientes en la región. Mientras, al sur de la dorsal de Huincul, el vector de convergencia andino se descompone en segmentos aproximadamente perpendiculares entre sí y sometidos a transpresión y transtensión, que dan origen a dos megaestructuras con mecanismo dominante de transcurrencia: la zona de falla de Liquiñe – Ofqui con dirección preferencial norte – sur y la dorsal de Huincul oeste – este. Acerca del volcanismo al cual hicimos referencia como un factor de control tectónico, en esta investigación se ha prestado especial atención al aparato volcánico del Auca Mahuida. Se postula aquí que por su edad pliocena – pleistocena, el control isostático que ejerce actualmente es casi exclusivamente local, pero aún así, sus consecuencias son fundamentales: debilita la corteza, eleva las transiciones frágil– dúctiles y permite la propagación de la deformación a sectores de borde de cuenca, relativamente retirados del frente orogénico. En cuanto al volcanismo de arco propiamente dicho, este coincide regionalmente con una zona de baja rigidez flexural para su emplazamiento, lo cual ha facilitado los mecanismos de acortamiento orogénico, el debilitamiento de la litosfera, y la migración del magmatismo por empinamiento y horizontalización de la placa subducida, procesos que se retroalimentan en sí. Con respecto al apilamiento tectónico, la faja plegada y corrida del Agrio – Chos Malal se halla emplazada sobre una zona de muy baja rigidez flexural y al menos su influencia como carga topográfica de superficie, habría facilitado la propagación de la deformación hacia el antepaís de la cuenca Neuquina por mecanismos básicamente flexurales, si bien se reconoce a partir del análisis de subsidencia en pozos, que la componente térmica es más importante que la tectónica, prevaleciente en la mayoría de las cuencas del Subandino. La cuenca Neuquina posee descompensación isostática residual positiva asociada a anomalías magnéticas corticales negativas localizadas en su depocentro sedimentario, que avalan la hipótesis de adelgazamiento cortical. El mecanismo de apertura de la cuenca Neuquina en su etapa de rifting localizado, se puede explicar satisfactoriamente y de forma coherente a las observaciones si se recurre a la hipótesis de cizalla simple, con una falla maestra de enraizamiento cortical que trae como consecuencia la distribución asimétrica de flujo de calor. Este modelo, que además predice atenuamiento cortical confirmando las anomalías observadas, no necesariamente coincide con la zona de levantamiento térmico, y por tanto, el área por debajo no acomoda toda la subsidencia térmica. La distribución de la deformación y la fábrica del basamento, que condiciona la existencia de espacios de acomodación sedimentarios, está íntimamente sujeta a los cambios del flujo de calor, la rigidez flexural y el estado isostático, como elementos de primer orden. La cuenca Neuquina conserva un gradiente geotérmico ligeramente mayor al promedio mundial de regiones continentales, cuyo origen se atribuye esencialmente a fenómenos de refracción térmica del basamento y volcanismo reciente, los cuales afectan las condiciones reológicas de la corteza, favoreciendo la deformación de intraplaca en el antepaís. Entre tanto, los cambios en la rigidez flexural, se interpretan fundamentalmente como cambios en la resistencia mecánica a la deformación. A pesar de la abundante información recopilada en esta tesis, la correlación de las anomalías geofísicas y de los datos provenientes de perforaciones y afloramientos está en una etapa inicial, por lo cual sigue existiendo ambigüedad en las interpretaciones, especialmente cuando se trabaja con métodos potenciales no ajustados con datos independientes. La fortaleza de esta tesis está basada en la interpretación geofísica interdisciplinaria sobre un marco de referencia generalizado, que se espera contribuya en la comprensión de la evolución geodinámica de la región, y más importante aún, estimule el desarrollo de nuevas investigaciones para mitigar las incertezas encontradas.

Abstract:
The attention of scientists working in the fields of geology, geophysics and geochemistry was very much attracted during the last two decades, to the study of the deep structure of the earth’s crust and mantle and their relationships to the genesis and evolution of sedimentary basins. Obviously, these results are not only of pure scientific value, but also have practical significance since the best knowledge of geology and geophysics lead to a better understanding of geological phenomena and the conditions of formation and distribution of mineral resources. Consequently, it seems logical the decision to try collecting most of the geophysical data available, for understanding the Neuquén Basin evolution in a geodynamics framework. This thesis is an effort towards these goals. Due to that if we use exclusively one geophysical method it illuminates only one part of the problem; the use of combined techniques has allowed us to find solutions closer to reality, taking into account their relationships, similarities and differences. Because geophysical surveys have been carried out mostly by government and private agencies, seldom these data are straightforward available to academic researchers. One character of this thesis is the link between universities and industry, trying to mitigate the weaknesses of both sides. A primary principle was to study the relationship between the factors that determine the tectonic regime throughout geophysical observations. Geophysical data indicate that the crust is not a homogeneous rigid layer over the Neuquén Basin. The crucial reason for crustal in homogeneity is that Neuquén Basin is in an Andean-type tectonic regime that is controlled by three factors: thermal state, volcanism, and tectonic load. It has been suggested that thermal state is governed by current heat-flow. In the study-case a first-order feature, a lineament between Chos Malal and Auca Mahuida volcano, has a higher average thermal-gradient at the northern zone, mainly when compare with the south Huincul system where the heat-flow is lower. Likewise, it has been argued from this thesis that thermal regime has conditioned the crustal and basement deformation, due to rigidity is strongly dependent on temperature and deformation rate. Consequently, lithosphere rigidity is expected to vary laterally as a function of geothermal gradient; a cold lithosphere is probable to be stronger and/or thicker and a hot lithosphere is expected to be weaker and/or thinner. This is the main reason for the existence of three scenarios of flexural rigidity: 1) the Huincul-system as a regional edge limiting the develop of basement ductile deformation to the south of the Neuquén Basin; 2) the Agrio - Chos Malal fold thrust belt and Auca Mahuida volcano with lower rigidity values, predisposed to thin–skinned deformation and structural control of volcanism respectively, and 3) the Eastern Platform with an intermediate flexural rigidity value. I propose two non-exclusive processes that take into account the play between crustal and basement deformation in Neuquén Basin: response to changes in distribution of flexural-rigidity, and divergence in plate convergence vector related to an oblique subduction against the plate boundary. As a result, there are two background-structural scenarios connected with the partition of the deformation: − A low partition-system north of the Huincul-axis, associated with the deformation in the arc, forearc, fold and thrust belt, and a wider locked seismogenic zone. − A high partition-system from the Huincul-trench to the south, a place where the vector of convergence splits in two perpendicular movements: the north - south Liquiñe - Ofqui fault zone, and the west - east Huincul high structural feature, both with dominant mechanisms of strike-slip displacement. Therefore, rigidity layering has the largest effect on horizontal deformation under the Andean type subduction system. A key observation in this context was the congruity with a next aspect; it is referred to the nature of the relationship between volcanism as a control factor in the tectonic regime and deformation. In this particular case, a key role plays the interaction between crustal structures of the basement and ongoing regional stress field on the Pliocene – Pleistocene Auca Mahuida volcanic complex. This effect is followed by crustal weakening, raise of the limits of brittleductile zones, and expansion of the deformation far away from the Andean orogenic front. On the other hand, a third aspect is connected with tectonic load. As we have affirmed, the influence of surface topography in the Agrio - Chos Malal fold and thrust belt have facilitated the foreland region deformation by flexural mechanisms, although it is recognized from borehole subsidence analysis time-depths cross plots that thermal component is besides tectonics, prevailing in most Sub-Andean basins. In this context, the development of geophysical methods to determine the lithospheric structure gave direct evidence from the pair associated positive residual isostatic anomaly - negative crustal magnetic anomaly, that Neuquén Basin has a thinned crustal structure in the deepest sedimentary alignment. During the rifting stage, the opening mechanism of Neuquén Basin can be adequately explained by the simple shear model, with a crustal master fault like Entre Lomas – Estancia Vieja and an asymmetric heat-flow array. The distribution of deformation patterns and basement fabrics play a key role in relation to changes in heat-flow and flexural rigidity. These changes in rigidity, can be attributed to variations in the geochemical properties of rocks, or differences in temperature and pressure conditions between the upper and lower crust, but here are interpreted as changes in the mechanical strength. The correlation of geophysical anomalies and outcrops or boreholes examples are at early stage, therefore there is still ambiguity in some of the interpretations, especially when working with potential methods.

Robledo, Fabiana Elizabeth. "Innovaciones metodológicas en métodos geofísicos con aplicación a diversas problemáticas ambientales" (2014-08-01) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Los sistemas de inducción electromagnética portátiles espira-espira (EMI o SLEM) constituyen un método geofísico ampliamente utilizado para estudiar la conductividad eléctrica del subsuelo hasta unas decenas de metros de profundidad. En ocasiones, también permiten estudiar sus propiedades magnéticas. El principal objetivo de este Trabajo de Tesis ha sido desarrollar innovaciones metodológicas en las técnicas de adquisición, procesamiento e interpretación de los datos EMI, para mejorar la información que puede obtenerse mediante este método. Los desarrollos se orientaron a aplicaciones relacionadas con diversas problemáticas medioambientales, las cuales incluyeron la detección y/o caracterización de tuberías y otros objetos enterrados, y el mapeo de plumas de contaminación por hidrocarburos en el subsuelo y las napas de agua. Se puso especial atención al caso de prospecciones realizadas en zonas urbanas y suburbanas, donde la aplicación del método suele ser dificultosa, debido a que el nivel de ruido electromagnético generalmente es elevado y a que la presencia de estructuras u objetos metálicos cercanos a las zonas estudiadas puede introducir distorsiones en los datos. En particular, se desarrollaron metodologías de adquisición alternativas a las usuales, que permiten obtener estimaciones confiables de los errores de los datos (los cuales no son informados por los instrumentos), reducir las distorsiones e incrementar la relación señal-ruido. Las metodologías presentadas tienen una excelente relación costo-beneficio, ya que son relativamente sencillas de implementar en los trabajos de campo y brindan mejoras significativas tanto respecto de la sensibilidad de los datos a las anomalías de interés, como respecto de la precisión y la resolución de los modelos obtenidos al aplicar métodos de inversión. Asimismo, se desarrolló un método para determinar el grado de confiabilidad de los modelos inversos en función de la posición y la profundidad, y se investigó qué orientaciones del instrumento resultan óptimas para prospectar blancos de pequeñas dimensiones localizados a profundidades someras. La validez de las metodologías propuestas se comprobó mediante simulaciones numéricas, trabajos de campo y experimentos controlados. En las aplicaciones correspondientes a contaminación de suelos y acuíferos, además, se investigaron las ventajas ofrecidas por la utilización conjunta de los métodos EMI y Geoeléctrico.

Abstract:
Small-loop electromagnetic induction systems (EMI or SLEM) are a geophysical method widely used for studying the electrical conductivity of the subsoil up to a few tens of meters deep. Sometimes, they also allow studying its magnetic properties. The main objective of this PhD Thesis has been to develop methodological advances in the techniques of acquisition, processing and interpretation of EMI data, for improving the information that can be obtained using this method. The developments were oriented to applications related to various environmental problems, which included the detection and/or characterization of pipes and other underground objects, and the mapping of hydrocarbon contamination plumes in the subsoil and groundwater layers. Special attention was paid to the case of surveys carried out in urban and suburban areas, where the application of this method can be difficult, because the electromagnetic noise level is usually high, and the presence of metal objects or structures near the studied areas near can introduce distortions in the data. In particular, acquisition methodologies were developed, alternative to the usual, which allow obtaining reliable estimates of the errors of the data (which are not reported by the instruments), reducing the distortions and increasing the signal to noise ratio. The proposed methodologies have an excellent cost-benefit ratio, since they are relatively simple to implement in field work, and provide significant improvements regarding both the sensitivity of the data to the target anomalies, and the accuracy and resolution of the models obtained when applying inversion methods. In addition, a method was developed for determining the degree of reliability of the inverse models as a function of the position and depth. Also, the optimal instrument orientations for prospecting objects of small size located at shallow depths were investigated. The validity of the proposed methodologies was ascertained by numerical simulations, field work and controlled experiments. In the applications corresponding to contamination of soils and aquifers, the advantages offered by the joint use of the EMI and Geoelectrical methods were also investigated.

Rodrígues Ferreira Maltez, Darío Pablo. "Detección de radionucleidos cosmogénicos mediante la técnica de espectrometría de masas con aceleradores" (2016-03-15) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Una extensa variedad de radionucleidos son producidos por la interacción de los rayos cósmicos de alta energía con la atmósfera de nuestro planeta y con el polvo interplanetario que eventualmente puede arribar a él. Entre estos radionucleidos se encuentran el 10Be (T1/2 ~ 1,4 x 10^6 a˜nos) y el 53Mn (T1/2 ~ 3,7 x 10^6 a˜nos), que gracias a sus largos períodos de semidesintegración, resultan adecuados como trazadores en procesos de interés geofísico cuyos tiempos característicos son del orden de los millones de a˜nos. Además, el 53Mn, por producirse esencialmente fuera de nuestro planeta, es un excelente trazador de la depositación de material extraterrestre sobre la Tierra. Debido a sus concentraciones, de una parte en 10^9 hasta una parte en 10^15 respecto de sus isótopos estables, y actividades específicas extremadamente bajas, estos radionucleidos sólo pueden ser identificados y cuantificados mediante la técnica de espectrometría de masas con aceleradores (AMS). En este trabajo se aplicó la técnica AMS para la detección de estos radionucleidos con el objeto de estudiar el reciclado de sedimentos submarinos durante la subducción de placas tectónicas y la tasa de depositación de polvo interplanetario en nuestro planeta. En el primer caso las muestras analizadas fueron cenizas y rocas volcánicas y sedimentos extraídos de hasta 250 metros de profundidad por debajo del fondo submarino. En el segundo caso, se analizó una muestra de 1.400 kg de nieve antártica. Todas las muestras fueron procesadas químicamente para la extracción y concentración del elemento de interés y la supresión del isóbaro que interfiere en las mediciones de AMS. Las mediciones de las relaciones isotópicas fueron llevadas a cabo utilizando cuatro aceleradores de diferentes laboratorios, aprovechando las ventajas técnicas de cada uno. Finalmente, mediante el modelado de estos procesos y sobre la base de los resultados obtenidos fue posible determinar rangos para el porcentaje de sedimentos submarinos que participan de la formación de magmas durante la subducción de la placa tectónica de Nazca y establecer una cota superior para la cantidad de polvo interplanetario que ingresa a nuestro planeta. Además de estas dos aplicaciones geofísicas, en el marco de este trabajo se implementó la técnica AMS en las instalaciones del Acelerador TANDAR de forma cuantitativa. Para ello se construyó un sistema de detección que, haciendo uso de las altas energías posibles en este acelerador, permitió la identificación del radionucleido 10Be con la completa supresión de su isóbaro estable 10B. De este modo, se consiguieron en el Acelerador TANDAR, mediciones de relaciones isotópicas 10Be/9Be tan bajas como 5 x 10^−13, nivel de sensibilidad suficiente para realizar la mayoría de los estudios geofísicos con este radionucleido.

Abstract:
A wide variety of radionuclides are produced by the interaction of high-energy cosmic rays with the Earth’s atmosphere and with the interplanetary dust that can eventually reach it. Among these radionuclides are the 10Be (T1/2 ~ 1,4 x 10^6 years) and 53Mn (T1/2 ~ 3,7 x 10^6 years), that thanks to its long half-lives, are suitable as tracers in processes of geophysical interest whose characteristic times are of the order of millions of years. In addition, the 53Mn is an excellent tracer for deposition of extraterrestrial material on Earth because is essentially produced outside our planet. Due to its concentrations of one part in 10^9 to a part in 10^15 with respect to their stable isotopes, and extremely low specific activities, these radionuclides can only be identified and quantified by Accelerator Mass Spectrometry (AMS) technique. In this work, we applied the AMS technique for the detection of these radionuclides in order to study the marine sediment recycling during subduction of tectonic plates and the deposition rate of interplanetary dust on our planet. In the first case, the analyzed samples were volcanic ashes and sediments taken from up to 250 meters deep below the seabed rocks. In the second case, a sample of 1400 kg of Antarctic snow was analyzed. All samples were chemically processed for extraction and concentration of the element of interest and for suppressing the interfering isobar in AMS measurements. The measurements of isotopic ratios were carried out using four different accelerators, taking advantage of the technical characteristics of each one. Finally, by modeling these processes and on the basis of the results obtained it was possible to determine the ranges of percentage of submarine sediments involved in the formation of magmas during the subduction of the Nazca tectonic plate and, set an upper limit for the amount of interplanetary dust entering our planet. Besides these two geophysical applications, in the context of this work, the AMS technique was quantitatively implemented in TANDAR accelerator facility. For this, capitalizing the high potential energy in this accelerator, a detection system was built. It allowed the identification of radionuclide 10Be with complete suppression of its stable isobar 10B. Thus, 10Be/9Be isotope ratio measurements as low as 5 x 10^−13 were achieved in the accelerator TANDAR, sensitive enough for most geophysical studies with this radionuclide.

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