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Geología [ 149 tesis ]

Geología Estructural [ 7 tesis ]

Barredo, Silvia Patricia. "Análisis estructural y tectosedimentario de la subcuenca de rincón blanco, precordillera occidental, provincia de San Juan" (2004) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
En la región del río Los Patos, provincia de San Juan, aflora un serie triásica asociada al hemigraben mas septentrional de la cuenca Cuyana. Este ha sido identificado como Rincón Blanco y reúne los depósitos de Barreal, Hilario, Rincón Blanco, quebradas El Salto, El Tigre y Cerro Puntudo. El área de estudio forma parte de la faja corrida y plegada de la Precordillera en donde la deformación compresiva dio lugar al desarrollo de estructuras complejas y fenómenos de inversión tectónica que dificultan el análisis del rift, la historia de su relleno y consecuentemente la correlación a través de la subcuenca. Sin embargo, el mapeo detallado de las estructuras, el estudio cinemático de las fallas y el análisis de la evolución de los ambientes sedimentarios posibilitaron la elaboración de un modelo simplicado del período extensional de la subcuenca. La sedimentación fue continental, epiclástica y piroclástica y tuvo lugar en depocentros aislados que formaron un hemigraben asimétrico con polaridad este. El margen activo corresponde a la zona de Rincón Blanco mientras que la rampa corresponde a la zona de Barreal - Hilario. La evolución del relleno estuvo marcada por un fuerte control tectónico y climático que le imprimieron a las secuencias rasgos distintivos. Estas características permitieron aplicar los conceptos de la estratigrafía secuencial, así se identificaron tres secuencias depositacionales en términos de espacio de acomodación, que representan dos estadíos de rifting (sinrift I y II) y sus correspondientes sags. Los resultados obtenidos correlacionan muy bien con lo observado en la rampa y con lo propuesto por otros autores para el depocentro Uspallata. El interesante contenido fósil compuesto por flora, fauna invertebrada, en especial de trazas fósiles, y vertebrada dada por la presencia de icnitas de tetrápados se utilizó para reconstruir la paleogeografía de la cuenca, al mismo tiempo que constituyó una herramienta de gran valor para ajustar la propuesta estratigráfica secuencial lograda a través de los conceptos tectosedimentarios. El estudio detallado de la asociación de tetrápodos de la Formación Corral de Piedra, asimismo señala que por sus características constituyen hasta el momento el registro más antiguo de este grupo de dinosaurios en el mundo. Finalmente el análisis estructural y tectosedimentario permitieron ver que la secuencia aflorante sobre la margen oriental de la cuenca no está directamente relacionada al Grupo Rincón Blanco y hasta tanto no se cuente con un dato preciso de edad, se la ha identificado como Unidad Marachemill.

Abstract:
A series of Triassic rocks related to the infilling of the northernmost portion of the Cuyana basin outcrop in the surroundings of Los Patos river, in the San Juan province. The corresponding depocenter has been identified as Rincón Blanco subbasin and it is proposed here to involve the Barreal, Hilario, Rincón Blanco, El Salto, El Tigre creeks and the Cerro Puntudo sites. The studied area is part of the Precordillera fold and thrust belt where complex structures and diverse inversion tectonics phenomena have occurred as result of the cenozoic compressional deformation. Consequently the understanding of the rift evolution, the history of its infilling and the correlation throughout the basins require a deep analysis. A detailed mapping of the structures, the kinematic study of the faults and the examination of the sedimentary environments evolution made it possible to build a simplified model for the extensional period of the basin. Continental, epiclastic and pyroclastic sedimentation took place in isolated depocenters which built an asymmetric halfgraben with its deepest portion to the east-northeast, in the Rincón Blanco region, and the ramp to the west in the Barreal - Hilario towns. The infilling was strongly controlled by tectonic and climatic parameters which in term produced distinctive features along the whole sequence. These letter made it possible to applied the so extended sequence stratigraphy concepts and thus recognised three depositional sequences according to the accommodation space. They can be associated with two rifting stages (synrift I and II) and their corresponding sag phases. This evolutive scheme most correlates with the ramp record and with several models proposed by other authors for the Uspallata subbasin. The worthfull fossil record mainly composed of flora, invertebrates, specially trace fossils, and vertebrates consisting of tetrapod tracks were applied to make a paleogeographical model for the basin. Furthermore, it was used as a tool to calibrate the sequence stratigraphic model achieved by using tectosedimentary elements. Comparative study of the tetrapod association of the Corral de Piedra Formation proved that it is the oldest one registered up to now around the world. Finally and in spite of the lack of age data, the structural and tectosedimentary analysis held here permitted to see that the sequence outcropping along the east margin of the basin is not related to the Rincón Blanco Group as previously proposed and hence it has been distinguished here as Unidad Marachemill.

Yagupsky, Daniel L.. "Metodología para el estudio de sistemas compresivos y de sus controles estructurales" (2009) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Se desarrolla en este trabajo una metodología experimental para el análisis estructural de regiones sometidas a esfuerzos compresivos, investigando la influencia que ejercen ciertos rasgos previos del material involucrado sobre su comportamiento. Se utilizan modelos análogos para contrastar hipótesis y avanzar en el entendimiento de la evolución de los procesos deformativos estudiados, ponderando la importancia de las diversas variables involucradas. Se presenta el software GEODEF 1.1, diseñado para lograr un monitoreo detallado en 2D de los campos de deformación que atraviesan los experimentos durante su evolución a partir de fotografías digitales sucesivas; se parte para ello de los campos vectoriales asociados, obtenidos a partir de una técnica de correlación óptica de imágenes (PIV: Particle Image Velocimetry). Su aplicación permite resolver pasos incrementales de deformación, identificando dónde ésta se concentra antes que sea reconocible sobre su superficie formando escarpas. Además el programa calcula y mapea las componentes de la deformación registrada: rotación, dilatación, cizalla simple, y grafica los ejes de las elipses en cada zona. A partir de dos series de modelos análogos se reproducen y analizan procesos estructurales de dos escalas diferentes: i) la reactivación oblicua de sistemas extensionales, y ii) la generación de curvaturas en planta en fajas plagadas y corridas. De la primera serie fue posible extraer un modelo evolutivo que explica consistentemente la coexistencia de fallas parcialmente invertidas oblicuas a los esfuerzos, y nuevos corrimientos independientes del sistema extensional reactivado, así como también la formación de corrimientos fuera de secuencia. Estos resultados fueron comparados con prototipos naturales, aportando analogías útiles para inferir la arquitectura extensional pre-compresiva que condicionó la evolución estructural de cada uno de ellos y explicar su geometría. En particular, en el sector sur de la faja plegada y corrida de Malargüe fue posible interpretar la presencia de trenes de extensión de orientación NO-SE desarrollados durante el Jurásico. A partir de la segunda serie de experimentos, se determinó la relevancia del espesor de cobertura sedimentaria, la existencia de un nivel de despegue regional, y la presencia de un obstáculo en el antepaís, para definir la configuración regional de una faja plegada y corrida en relación con el desarrollo de curvaturas estructurales. Se adoptó como caso testigo a la faja plegada y corrida del Agrio y su prolongación hacia el sur en la cuenca Neuquina, reproduciendo a escala su configuración pre-terciaria. Se deduce mediante este enfoque que el dominio externo de la faja del Agrio define una saliente estructural, inducida fundamentalmente por las variaciones de espesor de la cobertura mesozoica involucrada en la deformación, y que la inflexión identificada en el sector sur de la faja respondería a la interacción entre la estructuración andina y la Dorsal de Huincul.

Abstract:
An experimental method for structurally analyzing regions subjected to compressive stresses is developed in this work, exploring the influence of some previous features of the materials involved. By means of analogue models, and using the GEODEF 1.1 software designed, the hypotheses proposed for understanding the strain processes studied may be evaluated, and the relative importance of the variables involved can be examined. The method was designed to get a 2D high-resolution strain monitoring of the deformation fields, from sequential digital photos obtained throughout the evolution of the experimental models. The corresponding displacement fields are computed by an optical image cross-correlation technique (Particle Image Velocimetry, PIV). The software designed allows establishing the pattern of incremental strain, much earlier than scarps become visible over the surface of the model. It also computes and maps the strain components dilatation, rotation, simple shear, and plots the principal axes of the strain ellipses over each sector. Two structural processes of different scales are reproduced by two series of analogue models: i) oblique reactivation of extensional systems; and ii) formation of map-view curves in fold and thrust belts. The first one provides a progressive model 2 that suitably explains the coexistence of partially inverted faults oblique to the principal stress direction, and newly developed thrusts, independent of the previous extensional system, along with out-of-sequence thrusts. Comparisons of these results with a selection of natural prototypes permit inferring the pre-compressive extensional architecture that controlled their structural evolution, explaining the observed geometries. In the southern sector of the Malargüe fold and thrust belt in particular, the suggested analogies allow interpreting the presence of NW-SE oriented extensional trends formed during the Jurassic. The second series of experiments show the relevance of factors such as the thickness of the sedimentary cover being deformed, the presence of a regional detachment horizon, and the presence of foreland obstacles, for defining the regional configuration of fault and thrust belts in map-view, in connection with the inception of curved traces. The Agrio fault and thrust belt with its southern extension in the Neuquina basin was adopted as example, reproducing in scale its pre-Tertiary configuration. Following this approach, it is possible to deduce that the external domain of the Agrio fold and thrust belt defines a structural salient, developed in response to along-strike variations in predeformation Mesozoic sediment cover thickness, and that the bend identified in the southern end of the belt reflects the interaction between the westward Andean propagation and the Dorsal de Hincul.

García, Víctor Hugo. "Modelado de las interacciones entre procesos de erosión y sedimentación fluvial y el crecimiento de estructuras neotectónicas" (2010) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
La evolución del paisaje es el resultado de las interacciones entre las fuerzas que participan en la construcción de los relieves (tectónicas) y los procesos que contribuyen a su destrucción (erosión). Durante esta tesis, se analizaron estas interacciones en ambientes pedemontanos, que son regiones muy activas tanto desde el punto de vista tectónico como del de los procesos de erosión-transporte- sedimentación. Esta actividad genera distintos tipos de marcadores (morfológicos, estructurales y estratigráficos), que pueden preservarse en el registro geológico y estudiarse in situ. Su análisis es primordial ya que proporciona información importante acerca de la evolución dinámica del paisaje y en particular de su historia tectónica y climática. Dado que resulta imposible estudiar directamente la evolución dinámica del paisaje (debido a constantes de tiempo que sobrepasan varias veces la escala humana), se desarrolló una plataforma de modelado numérico original para simular las interacciones entre los procesos involucrados. Esta metodología permite modelar simultáneamente los procesos de deformación tectónica (formación de fallas y pliegues) y los procesos de erosión-transporte-sedimentación (formación de ríos, cuencas de drenaje, abanicos aluviales, pedimentos). Los resultados obtenidos muestran que la herramienta desarrollada es útil para mejorar el entendimiento acerca de las interacciones que ocurren en los ambientes pedemontanos. Por otra parte, se considera que la plataforma de modelado puede ser el punto de partida de nuevas líneas de investigación en el ámbito de la geomorfología tectónica.

Abstract:
The evolution of the landscape is consequence of the interactions between the forces that construct the reliefs (tectonics) and processes contributing for the destruction of them (erosion). Piedmont environments are characterized by the interplay of active tectonics and fluvial processes. Many types of markers (morphologic, structural and stratigraphic) are produced by that interplay. These markers can be preserved as geological features and studied in the field. The analysis of this kind of features gives important information about the dynamics of landscape evolution, and its tectonic and climatic history. The direct study of the dynamics of landscape evolution is imposible (because time constants are many times major than human scale). In this thesis, an original numerical modeling platform was developed to simulate the interactions between the involved processes. This methodology allows to model simultaneously tectonic processes (faults and folds formation) and surficial processes (river incision and sedimentation). The results show that the developed tool is useful to improve the understanding about the interactions occurring in piedmont environments. It can be the starting point of new lines of research in tectonic geomorphology.

Mescua, José Francisco. "Evolución estructural de la cordillera principal entre Las Choicas y Santa Elena (35°S), provincia de Mendoza, Argentina" (2011) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Se presenta en esta tesis un estudio detallado de la estructura del sector interno de la faja plegada y corrida de Malargüe a la latitud de 35oS. A partir del relevamiento geológico realizado se determinó la estratigrafía local, que abarca desde el Paleozoico tardío hasta el Cenozoico. Se compone de un basamento integrado por metamorfitas paleozoicas y rocas ígneas del Permotriásico, la cobertura sedimentaria mesozoica de la cuenca Neuquina, rocas ígneas cenozoicas y depósitos cuaternarios. El relevamiento estructural de superficie permitió definir diferentes dominios estructurales dentro de un estilo general de piel gruesa: (1) un dominio noroccidental de inversión del depocentro Río del Cobre de la cuenca Neuquina; (2) un dominio sudoccidental de pliegues por despegue, favorecido por unidades jurásicas de comportamiento dúctil; (3) un dominio hacia el este correspondiente al bloque de basamento de Las Leñas; y (4) un dominio oriental de pliegues cuya dirección estuvo controlada por un graben mesozoico. A partir de su descripción se destaca la importancia de la historia geológica pre-ándica en la estructura ándica. Se reconoció por primera vez en la zona de estudio un episodio de deformación cretácico tardío. Por otro lado, sobre la base de las edades de deformación en secuencia y fuera de secuencia determinadas en la zona durante el Cenozoico, se propone una historia de la faja plegada y corrida a partir de la teoría de cuña crítica de Coulomb. La integración de los datos relevados con otros publicados del sector externo de la faja plegada y corrida permitió construir una sección balanceada de toda la faja plegada y corrida de Malargüe, obteniéndose un acortamiento de 26,18 km, equivalente al 22%. Se realizó ademas un estudio de la petrografía y geoquímica de rocas ígneas meso- y cenozoicas del área de estudio, que permitió interpretar un ambiente tectónico de retroarco extensional para la zona durante el Jurásico tardío, y una evolución cenozoica caracterizada por (1) una expansión del arco hacia el este durante el Mioceno temprano; (2) una leve tendencia al engrosamiento cortical durante el Mioceno tardío; y (3) una contracción del arco en el Plioceno. Por último, se discuten los controles tectónicos en la evolución estructural y magmática de la zona de estudio.

Abstract:
In this thesis, a detailed study of the inner Malargüe fold-and-thrust belt at 35oS is presented. A geologic survey was carried out in order to determine the local stratigraphic succession, which consists in a pre-Jurassic igneous and metamorphic basement, Mesozoic sedimentary rocks of the Neuquén basin, Cenozoic igneous rocks, and Quaternary deposits. Four structural domains were defined on the basis of surface information: (1) a northwestern domain in which the inversion of the Río del Cobre depocenter of the Neuquén basin took place; (2) a southwestern domain of detachment folds developed in a Jurassic sedimentary succession with ductile intervals; (3) the Las Leñas basement block to the east; and (4) an easternmost domain with folds controlled in their strike by a Mesozoic graben. The description of the different domains allowed the recognition of the importance of the pre-Andean geologic history in the Andean orogeny. An episode of late Cretaceous deformation was recognized for the first time in the study area. Based on the ages of in-sequence and out-of-sequence deformation in the area, an evolution of the fold-and-thrust belt controlled by the Coulomb wedge theory is proposed. The integration of the data presented here with previous publications of data from the eastern sector of the fold-and-thrust belt was carried out to build a balanced cross-section of the whole Malargüe fold-and-thrust belt at the studied latitudes. The minimum shortening obtained is 26.18 km, which corresponds to 22%. In addition to this, the petrography and geochemistry of Meso- and Cenozoic igneous rocks from the study area were studied. This study supports the proposal of an extensional retroarc environment for the area during the late Jurassic, and a Cenozoic evolution characterized by: (1) an arc expansion to the east during the early Miocene; (2) a tendence to crustal thickening in the late Miocene; and (3) a Pliocene contraction of arc magmatism. Finally, the tectonic controls on the structural and magmatic evolution of the Andes at 35oS are discussed.

Rocha, Emilio. "Estilos estructurales del Subandino Sur de Bolivia" (2013) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
El Subandino Sur de Bolivia es una típica faja plegada y corrida de lámina delgada, con una notable regularidad en la geometría de las estructuras. Esta es una característica típica de las fajas plegadas en las que no se involucra el basamento en la deformación. Sin embargo, cuando se analiza en detalle la geometría y evolución de la deformación del Subandino Sur, se verifica que existen numerosas desviaciones de dicha regularidad. En el presente trabajo se estudiaron los diferentes procesos que habrían condicionado el desarrollo de las estructuras del Subandino Sur, y se puso especial énfasis en el análisis de aquellos factores que podrían explicar las irregularidades que se identifican en la geometría y evolución de la deformación de las diferentes estructuras. Del análisis realizado se destaca la relevancia que tienen los niveles de despegue involucrados en la deformación. En particular, se analiza la importancia que habría tenido el nivel de despegue superior en el desarrollo de los diferentes estilos estructurales que se observan en el Subandino Sur. Este análisis se enfocó en el desarrollo de sobrepresiones, factor determinante para el funcionamiento del nivel de despegue en las pelitas devónicas de la Formación Los Monos. Para esto se realizaron una serie de modelos de sistemas petroleros 1D, mediante los cuales se pudo modelar la generación primaria de gas y el craqueo secundario, procesos que se relacionan con la existencia de sobrepresiones y, por lo tanto, con la eficiencia del nivel de despegue superior. Los modelos permitieron relacionar la evolución térmica de la cuenca de antepaís y la generación de gas, con los diferentes estilos estructurales que se observan en la actualidad en el frente de deformación. De esta manera se pudo dividir al frente de deformación del Subandino Sur en dos segmentos bien diferenciados. Por un lado, en el segmento norte, donde los modelos indican que la generación de gas y las sobrepresiones de la Formación Los Monos estarían bien desarrolladas, se verifica la existencia de estructuras de dúplex de techo compuesto en las cuales el nivel de despegue superior se encuentra activo. Por el contrario, en el segmento sur del frente de deformación, donde los modelos sugieren que la generación de gas en las pelitas devónicas de la Formación Los Monos sería escasa, se desarrollan estructuras de pliegues de flexión de falla donde el despegue superior no estaría involucrado en la deformación. Con un abordaje similar al que se describe en el párrafo anterior, se realiza el análisis de los distintos estilos estructurales que se observan en los diferentes trenes de estructuras. Este análisis permite relacionar las diferentes historias térmicas que habrían existido en la cuenca de antepaís durante la evolución de la deformación, con los estilos estructurales desarrollados en los distintos trenes de la faja plegada y corrida del Subandino Sur. Se proponen tres situaciones en las que se habrían desarrollado las diferentes estructuras del Subandino Sur. Una primera situación donde el despegue superior no estaría bien desarrollado, y donde se generarían estructuras de pliegues de flexión de falla; una segunda situación donde el despegue superior estaría limitado a una estrecha franja cercana al frente de deformación, y donde las estructuras favorecidas serían dúplex de techo pasivo; y una tercera situación donde el despegue superior estaría ampliamente desarrollado, y donde se favorecerían las estructuras de dúplex de techo activo. Para complementar el análisis de los estilos estructurales, se realizaron diferentes modelos análogos con los que se logró reproducir algunas de las características que se observan en la deformación interna de los niveles pelíticos de la Formación Los Monos en los núcleos de los anticlinales típicos del Subandino Sur de Bolivia y Argentina. Otro de los rasgos que llama la atención cuando se analiza la geometría en planta de la faja plegada del Subandino Sur es la existencia de zonas de transferencia e inflexiones que se alinean en sucesivos trenes estructurales. Para analizar este fenómeno, en el presente trabajo se estudiaron los factores que condicionan el espaciamiento entre estructuras y se realizó una medición del espaciamiento actual que se observa entre los diferentes trenes estructurales del Subandino Sur. Se propone un modelo de evolución en el que las zonas de transferencia e inflexiones que se replican en trenes estructurales sucesivos se generarían de forma tal de mantener un espaciamiento regular entre las diferentes estructuras. Particularmente se analiza el caso de la estructura de La Vertiente, que es un pliegue de flexión de falla relativamente pequeño y de escaso rechazo. De acuerdo a la interpretación de líneas sísmicas 2D, el comienzo de la deformación de esta estructura fue datado por diferentes autores en 6 Ma. La restitución de las secciones estructurales indicaría que la misma fue generada a un espaciamiento de alrededor de 65 km, lo cual representa entre 2 y 3 veces el espaciamiento máximo que se verifica en el resto de las estructuras del Subandino Sur. Para explicar esta “anomalía”, se analizaron los diferentes factores que podrían generar un aumento del espaciamiento de este orden. Se presenta un modelo en el que el aumento en la capacidad de erosión del Rio Pilcomayo, producto de la captura de una vasta región que previamente habría drenado al Río Parapetí, habría generado una drástica disminución del coeficiente de fricción basal efectivo en las pelitas silúricas de la Formación Kirusillas. Este cambio, a su vez, sería responsable del aumento en el espaciamiento entre estructuras que se verifica para la estructura de La Vertiente.

Abstract:
The Southern Subandean Zone of Bolivia is a typical thin-skinned fold and thrust belt with a remarkable regularity in the geometry of the structures. This is a typical characteristic of fold and thrust belts where the basement is not involved into deformation. However, when the structural geometry and evolution are analyzed in detail, it is verified that there are many deviations from such regularity. In this paper it has been studied the processes that might have affected the development of the structures along the Southern Subandean Zone, and special emphasis was placed on analyzing those processes that could explain the irregularities identified in the geometry and evolution of the deformation of the different structures. The analysis highlights the relevance of the detachment levels involved in the deformation. Particularly, it is analyzed the role that may have played the upper detachment level in the development of the different structural styles observed throughout the Southern Subandean Zone of Bolivia. This analysis is focused on the development of overpressures, which may have been essential for the activation of the detachment level at the Devonian shales of the Los Monos Formation. To do this, a series of 1D petroleum system models were done at different positions along the present deformation front. This analysis allows to model primary gas generation and secondary cracking, processes that are related to the overpressure development, and therefore, with the efficiency of the upper detachment level. The models suggest a relationship between thermal evolution of the foreland basin and generation of gas, with different structural styles observed in the present deformation front. In this way, it was possible to divide the deformation front of Southern Subandean Zone in two distinct segments. In the northern segment, where models suggest that gas generation and overpressure of the Los Monos Formation would be well developed, it is verified the existence of structures of composite roof duplex where the upper detachment level has been active. On the other hand, in the southern segment of the deformation front, where the models suggests that generation of gas in the Devonian shales of Los Monos Formation would be limited, it is verified the existence of structures of fault bend folds where upper detachment level is not involved in the deformation. Using a similar approach to that described in the previous paragraph, an analysis was performed at the different structural styles observed throughout the study area. This analysis allows relating the thermal evolution of the foreland basin during development of the deformation, with the different structural styles defined throughout the entire fold and thrust belt of Southern Subandean Zone of Bolivia. The results suggest three scenarios under which may have been developed the different structural styles observed at the Southern Subandean Zone. A first scenario is defined where the upper detachment level would not be well developed, and where fault bend folds were generated. A second scenario is defined where the upper detachment level would be limited to a narrow strip near the deformation front, and where the favored structures would have been passive roof duplex. And a third situation is defined where the upper detachment level would be widely developed. Under this scenario active roof duplex structures are preferentially generated. In order to complement the structural style analysis, different analogue models were done to reproduce some of the features related to the internal deformation of the pelitic intervals of the Los Monos Formation at the cores of several anticlines developed along the Southern Subandean Zone of Bolivia and northern Argentina. Another feature that highlights when analyzing the plan view geometry of the structures of the Southern Subandean Zone is the existence of relay zones and inflections that align at successive structures. To analyze this feature, it have been studied the different factors that define the spacing between structures, and a measurement of the existing spacing between structures were performed throughout the different structures of the Southern Subandean Zone. It is proposed a model of evolution which considers that relay zones and inflections that are replicated at successive structures would have been generated in order to maintain regular spacing between the structures. Special attention is given to La Vertiente structure, a small fault bend fold with low relief developed at Rio Pilcomayo latitude. According to 2D seismic interpretation, the beginning of the deformation of this structure has been dated by several authors around 6 Ma. A structural reconstruction of cross sections suggest that La Vertiente structure was generated at a spacing of 65 km, which represents between 2 and 3 times the maximum spacing that characterize the rest of the structures of the Southern Subandean Zone. With the aim of explaining this "anomaly", different factors that could lead to an increase in the maximum spacing of this order have been analyzed. It is presented a model in which increased capacity of erosion of the Rio Pilcomayo, as a result of the drainage basin capture of some of the area that previously was part of the Río Parapetí drainage network, would have generated a dramatic decrease of the effective basal friction coefficient of the Kirusillas Formation. This change, in turn, would be responsible for the increased spacing between structures which holds for the structure of La Vertiente.

Likerman, Jeremías. "Predicción del fracturamiento utilizando métodos estáticos sobre superficies geológicas irregulares" (2015-03-27) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Entender los mecanismos que están involucrados durante la deformación de las unidades geológicas frágiles resulta indispensable para numerosas actividades, tanto industriales como científicas. Se han dedicado considerables esfuerzos a estudiar y analizar los procesos físicos que modelan la corteza superior. Como consecuencia se sabe que el fracturamiento es uno de los mecanismos más importantes involucrados en la distribución de la deformación sobre capas frágiles. Las fracturas son un elemento crucial en los reservorios de petróleo y gas con baja porosidad primaria y permeabilidad {incluyendo a los reservorios de shale oil, shale-gas y tight sand{ y su distribución, orientación e interconectividad son esenciales en la efectividad de la porosidad y permeabilidad secundaria. Los patrones de fracturas y sus características no pueden ser medidas de manera directa en todo un reservorio, por lo que es necesario adquirir estos parámetros basándose en evidencias indirectas. El análisis de curvatura es una de las metodologías más comunes y efectivas usadas con este propósito y ha sido empleada por geólogos estructuralistas para describir la geometría de superficies plegadas, para cuantficar el grado de deformación de los estratos y para estimar y predecir las fracturas relacionadas al plegamiento en reservorios. El objetivo de esta tesis es incorporar un nuevo método de cálculo de curvatura. Dicho método fue pensado desde una perspectiva distinta a la puramente matemática y geométrica ya conocidas. El enfoque propuesto para este nuevo método de cálculo de curvatura, radica en la diferenciación y comparación de la superficie deformada con una "original" no deformada. Lo que se compara es cuánto se diferencia la superficie deformada de un plano, además de determinar cuáles son las direcciones de mayor curvatura en cada punto de la superficie, para luego poder estimar áreas con mayor o menor probabilidad de fracturamiento y cuáles podrían ser la direcciones de las fracturas. En este trabajo, además se llevaron a cabo una serie de modelos analógicos con el fin de generar un sistema de fracturas que esté directamente relacionado a la geometría. Estos modelos representan la evolución de un pliegue sobre capas de yeso y arcilla. Las diferentes etapas fueron digitalizadas mediante un escáner 3D y se calcularon las curvaturas. Como resultado, se determinaron las áreas de mayor curvatura y orientaciones de fractura. Los resultados son muy prometedores y presentan una buena correlación entre las fracturas de los modelos analógicos y los numéricos. También se investigó la relación entre la curvatura y el fracturamiento en un prototipo natural. Se recogieron datos espaciales de alta precisión utilizando un GPS diferencial de los afloramientos y se midieron los juegos de fracturas. La comparación entre la curvatura calculada y las fracturas numéricas indican que en todas las superficies registradas al menos un juego de fracturas coincide con el intervalo de mayor frecuencia para las trazas simuladas numéricamente. Los resultados muestran que la herramienta desarrollada es útil para determinar áreas con mayor probabilidad de fracturarse y la predicción de las direcciones principales de las fracturas. Este método puede servir para localizar zonas de mayor porosidad y permeabilidad, indicando zonas con mayor probabilidad de alojar hidrocarburos.

Abstract:
Understanding the mechanisms by which geological strata are deformed during folding have important consequences for a number of scientific and industrial activities. Over the last several years considerable efforts have been devoted to study and analyze the nature of the physical processes that shape Earth's brittle crust. Due to these efforts we know that one of the most important strain-accommodating mechanisms in brittle layers during fold development is fracturing. Fractures are a crucial element in oil and gas reservoirs with low primary porosity, including tight sand or shale reservoirs, as their distribution, orientation and interconnectivity are essential in the development of secondary porosity and permeability. Fracture patterns and their characteristics cannot be directly recorded in the whole reservoir's volume, so it becomes necessary to acquire these parameters based on indirect evidence. Curvature analysis is one of the most common and effective methodologies used for this purpose and it has been employed by structural geologist to describe the geometry of folded surfaces, to quantify the degree of deformation in folded strata and to estimate and predict fold-related open fractures in the reservoir. The main objective of this PhD thesis is to study the relationship of surface geometry and fracture occurrence by means of numerical modeling. A new conceptually simple technique for curvature analysis and fracture density prediction is design and evaluate. This method assumes that a plane is the initial geometry from where the analyzed surface starts and then folded. At each node of the grid, the difference in volume of the surface with those of a plane is computed. The values of differential volume found, are arranged on a grid and can then be contoured over the surface, representing the intensity of curvature across the structures. Moreover, positive and negative curvature is distinguish and, under the hypothesis that joints form perpendicular to the maximum instantaneous stretch of a layer, the traces of joints throughout the layer surface can be mapped. A series of analogue models were carried out, in order to test the results produced by the developed algorithm. These models represent the evolution of a fold over a gypsum and clay layers. The different stages were digitized by a 3D scanner and the curvatures were computed. As a result, areas of greatest curvature and fracture orientations were determined. The results are very promising and give a good correlations between the analog models's fractures and the numerical ones. Also an investigation of the curvature-fracture relationship on outcrop example was carried out. Spatial data using high-precision global positioning system data was collected across patches of bedding surfaces, as well as fracture measurements and different sets determination. The comparison between the calculated curvature and numerical fractures indicate that in all recorded surfaces at least one set of fractures coincide with the more frequent interval for traces simulated numerically. The results show that the developed tool is useful for predicting areas most likely to fracture and the main directions of the fractures. This method can be used to locate areas of higher porosity and permeability, indicating areas most likely to accommodate hydrocarbons. Moreover, it is considered that the modeling platform can be the starting point for new research.

Santarem da Silva, Paulo Cezar. "Fracturamiento asociado a fallas extensionales: un análisis según el método de elementos discretos" (2015-08-26) Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires

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Resumen:
Este trabajo presenta modelos de fracturas asociadas al desarrollo de fallas extensionales a partir de un análisis numérico, utilizándose modelos de elementos discretos en 2D y 3D. Los modelos realizados investigan la influencia de variables como resistencia del cemento y carga litostáticas, en la génesis del fracturamiento en secuencias con geometría simple, marcadas por apilamiento sedimentario horizontal donde se alternan de modo regular dos litotipos homogéneos y de espesor constante. Las simulaciones numéricas 2D permiten elaborar modelos y obtener respuestas de modo más rápidas que aquellas 3D, pero presentan mayor grado de incertidumbre respecto a los datos de orientación de las fracturas. De modo general los datos del stress principal σ3 guardan buena correlación con los eventos principales de fracturamiento en los experimentos realizados a bajas profundidades (condiciones superficiales hasta 400 m). En todos los modelos, las capas competentes son las primeras en presentar respuesta frágil; por el apilamiento empleado (alternancia de capas competentes e incompetentes) eso implica en una sucesión de fracturas fuera de secuencia en el desarrollo de la falla. Los cambios en este apilamiento y en el número de capas competentes o incompetentes permitió verificar influencias importantes en la orientación inicial de las fajas fracturadas y en la edad de generación de la falla. Los modelos 3D permitieron seguir la secuencia de evolución del fracturamiento y su proceso de conexión/propagación hasta la generación de la falla. La estructuración de las fajas fracturadas obedece una organización escalonada que guarda relaciones variables de paralelismo con la falla basal predefinida en los modelos. Fueron simulados dos tipos de rampa basal: con dirección constante y con cambio local de la dirección. El primero muestra un desarrollo más importante del desplazamiento en el sector central de la falla, mientras el modelo con cambio de dirección muestra que el mismo controla la secuencia de fracturamiento, la generación de la falla y bien la historia del desplazamiento asociado. Al final la falla se genera como plano bien definido, involucrado en una zona de daño compleja y con espesores variables directamente relacionados con la competencia de cada litotipo.

Abstract:
A series of numerical models were built to investigate fracture development associated with extensional fault evolution. 2D and 3D discrete element models allowed to see how particle bond strength and lithostatic stress changes control fracture genesis. All experiments where built with 2 lithologies with distinct cement properties (particle bonded models), deposited as an homogeneous sedimentar sequence with a regular alternating layering over a basal downward-steepening fault surface initially inactive. As 2D models preparation are less time consuming, they allowed getting results faster than 3D models; nonetheless they have greater uncertainty regarding the fracture orientation data. In all 2D models σ3 principal stress have good correlation with the main fracturing events in experiments at low depths (surface conditions up to 400 m). Competent layers are the first ones to present fragile response in both 2D and 3D models; as the layering were built as a regular alternated sequence of competent and incompetente layers, it implies that the fracturing occurs out of sequence during the experiments. Changes in this layering regularity and in the number of competent / incompetent layers allowed to verify important influences on the initial fracture belt orientation and in the age of final fault. In 3D models were posible to get a better understanding of the fractures genesis and evolution, their propagation through each layer and their final connection resulting in the fault plane. Fractures final arrangement presents a 3D stepped geometry, being parallel to the basal fault ramp in different degrees, depending on the lithostatic condition of each model. Two types of basal ramp were simulated: one with regular direction and a second one with local bending along its strike. The first one presents more important displacements patterns in central fault sector while those ramps with local strike changes shown that this local bend influences directly fracture genesis, fault generation and fault displacement history. As the most remarkable geometry in the models, extensional faulting is a result of fracture propagation / connection, being generated as a continuos plane with a complex displacement history and involved by a complex and varying thicknesses damage zone directly related to the competence of each lithotype.

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