Academic literature on the topic 'Prospecció geofísica'

<p align="left">En este artículo, se expone el procedimiento del diseño y la construcción de un equipo eléctrico para realizar prospección geofísica por medio del método de tomografía eléctrica. El equipo es de media potencia, lo que garantiza profundidades de exploración bastante adecuadas para aplicaciones y estudios comerciales y de geotecnia.</p><p align="left">Así mismo, es en esencia, una fuente de voltaje DC de 500 voltios que esta en capacidad de proporcionar una intensidad de corriente máxima de 1 Amperio. Consta además de una pequeña fuente de corriente encargada de contrarrestar las corrientes eléctricas que de forma natural se hallan en el subsuelo y que se manifiestan como una diferencia de potencial en la superficie. Una explicación general del método geofísico en mención, permite entender los principios básicos de funcionamiento del equipo y las funciones que ha de cumplir.</p><p align="left">Una vez finalizada la construcción del equipo, se recolectaron algunos datos en campo, en zona cercana al municipio de Gachancipa, Cundinamarca. Estos datos se procesaron con un software especializado. Por otra parte, las imágenes obtenidas con el software presentaron las distribuciones de las resistividades del subsuelo que se pueden asociar a las posibles estructuras y geología del área de estudio.</p>

En el artículo presente se aplicaron técnicas Geofísicas y Geotécnicas para la caracterización del subsuelo a la altura del Km 68+500 de la vía principal Troncal Central del Norte (Ruta Nacional 55). Las técnicas Geofísicas implementadas fueron: el Sondeo Eléctrico Vertical (SEV), Tomografía de Refracción Sísmica (TRS) y el Análisis Multicanal de Ondas Superficiales (MASW de sus siglas en inglés). Para el caso de la Geotecnia se utilizó el Ensayo de Penetración Estándar (SPT de sus siglas en inglés) y los ensayos de laboratorio de suelos tales como: Contenido de Humedad, límites de Atterberg y Granulometría. El objetivo de esta investigación es determinar las propiedades físicas como la resistividad eléctrica, velocidad sísmica tipo P y S, del mismo modo obtener los parámetros dinámicos y geotécnicos de los materiales en el área de estudio. Esto con el fin de clasificar el tipo de suelo y obtener las curvas de espectro de aceleracione, según la NSR10 (título A). La metodología llevada a cabo fue la siguiente: una fase de campo que consistió en el levantamiento de datos Topográficos, datos geotécnicos y datos geofísicos cubriendo una línea de 161 m de longitud, en donde se realizó dos (2) ensayos de SPT, cuatro (4) de SEV, dos (2) líneas de TRS, dos (2) de MASW 1D y MASW 2D. La segunda fase consistió en el procesamiento de los datos geofísicos y geotécnicos con el fin de generar imágenes 2D y perfiles de cada propiedad estudiada. Finalmente interpretar y correlacionar los datos geofísicos en conjunto con los datos geotécnicos. Como resultado se obtuvieron rangos de velocidad de onda P entre 499m/s y 1714m/s, velocidad de onda S entre 210m/s y 466m/s y resistividades entre 6.06 Ω-m y 581.05 Ω-m. A fin de cuentas, se logró identificar perfiles de suelo Tipo D, los cuales corresponden a materiales rígidos y arenas con presencia de arcilla y arcilla limosa saturada.

La prospección geoquímica siempre ha sido y seguirá siendo una de las herramientas más efectivas para la búsqueda de recursos minerales, que se integra con la cartografía geológica base y otras disciplinas como la teledetección y la geofísica. Esta investigación pretende impulsar una nueva metodología de prospección geoquímica combinando el índice de enriquecimiento relativo local (LREI) de elementos indicadores de mineralización (Cu, Au, Ag, Pb, Zn y Mo), coeficientes de rango correlacional (RCC) y el análisis de componentes principales (PCA), a través de superposiciones difusas (fuzzy modelling) y el uso de aprendizaje profundo (deep learning) no supervisado, para generar mapas de prospectividad geoquímica en los cuadrángulos de Chaparra (32o) y Atico (33o) en la provincia de Caravelí, Arequipa. El mapa de prospectividad generado mediante superposición difusa y el mapa autoorganizado (SOM) fueron validados ploteando la ubicación de los depósitos y ocurrencias minerales conocidos, los cuales en la mayoría de los casos se plotean dentro de áreas con alta o moderada prospectividad. Por lo que se concluye que las innovaciones estadísticas univariables, multivariables e innovaciones tecnológicas aplicadas a la cartografía geoquímica son herramientas efectivas para la prospección geoquímica.

Se realiza un análisis por prospección geofísica mediante tomografía eléctrica (ERT, electrical resistivity tomography) en el abrigo de Sopeña (Asturias) y su zona inmediata. El abrigo contiene un interesante yacimiento del Paleolítico Medio superior y Paleolítico Superior inicial, desvelado en un sondeo arqueológico de hasta 3 metros de profundidad sin haber alcanzado la base rocosa. Su entrada actual está protegida por grandes bloques caídos de la cornisa, recubiertos por gruesas coladas estalagmíticas. Esta disposición posiblemente atestigua una posición original de la zona de ocupación humana más interna, dentro de una cueva de mayores dimensiones. Mediante este análisis hemos localizado varios posibles rellenos sedimentarios a cierta profundidad en el exterior del abrigo. Se abre así la posibilidad de muestrear en un futuro esos rellenos, en busca de posibles niveles de ocupación más antiguos.

Se presentan los resultados históricos derivados de la primera fase de la investigación sobre este importante yacimiento, realizada exclusivamente a partir de métodos no invasivos. Los datos recuperados a partir de la prospección pedestre y geofísica han permitido verificar la condición urbana del asentamiento, atestiguada tanto por sus dimensiones como por su complejidad estructural y la naturaleza de los materiales muebles recuperados, que sugieren actividades económicas especializadas y la coexistencia de distintos sectores sociales. La desaparición del asentamiento en torno a 200 a. C. confirma el profundo impacto de la conquista romana en los patrones de poblamiento del mundo ibérico septentrional.

<p>This article shows the applicability of ground penetrating radar (GPR) to archaeological investigations, with the aid of a software that allows increasing the resolution of the measurements. This software has been applied for the first time in Baelo Claud in order to obtain information about city´s decumanus and the crossing with cardines minores Furthermore, the developed tools has also been used to locate in Málaga and Puerto Real (Cádiz) common graves where the remains of about 2,600 victims of the Spanish Civil War rest and the repression that came before and after the civil conflict.</p>

Las prospecciones geofísicas aplicadas a la arqueología tienen por objetivo ayudar a la investigación aportando datos y elementos que permiten una gestión más eficaz del patrimonio arqueológico. Pero, para que los resultados de estas prospecciones sean realmente útiles, se deben tomar ciertos cuidados en el procedimiento. El presente artículo trata de describir una metodología para llevar a cabo el trabajo de campo con éxito. Aquí trataremos algunos estudios de caso de las prospecciones geofísicas en los yacimientos arqueológicos de Iesso (Guissona – Lleida), Can Tacó (Montmeló – Barcelona), El Goleró (Alt Urgell – Lleida) y Molins Nous (Riudoms, Baix Camp – Tarragona) realizadas en 2006.

Contexto: La prospección microbiológica de petróleo es una metodología ampliamente utilizada y se describe en muchos trabajos publicados, sin embargo en la minería de uranio (U) no es frecuente, si bien hay investigadores que se refierena algunos microorganismos como Bacillus sp, los cuales se utilizan en biorremediación y podrían ser capaces de hacerlo en prospección. En este trabajo se propone una relación microbiológica para la prospección por U, hipotetizando que se verá afectada por la presencia de U profundo Nuestro objetivo principal es mostrar que la relación microbiológica formadapor Bacillus sp /Mesófilos Aerobios Totales (B/TAM) se relaciona con la presencia de U y se puede utilizar como técnica complementaria para su prospección. Método: El muestreo de suelo fue realizado en un área de 600 Km2 en la cuenca Neuquina; Colonia Catriel, Provincia deRío Negro, Argentina. Para las determinaciónes de U espectrométrico, U total, U lábil y la microbiología, se muestrearon 62 sitios por duplicado y se estudiaron 8 pozos con diferente concentración de U en profundidad. Además, se analizaron la emanometría de Radón y las zoneografías de las concentraciones de U total, lábil y espectrométrico y de la relación micro-biológica. Los resultados se sometieron a un análisis estadístico mediante análisis de componentes principales y regresión lineal. Resultados: Este trabajo muestra una lineal correlación estadística altamente significativa (R= 0,59 p<0,002) entre la geomicrobiología en superficie y la concentración de U en profundidad. Conclusiones: Las investigaciones deben continuar vinculando otros elementos de la geoquímica y de la geofísica que podrían complementarse con esta técnica geomicrobiológica

Se presenta la investigación realizada sobre la traza urbana de la regio IV de la ciudad romana de Complutum. Se realiza una prospección eléctrica acompañada por el estudio de algunos restos excavados recientemente y de la documentación procedente de excavaciones del siglo XIX. Como resultado, ha sido posible generar una nueva propuesta de diseño urbano para la regio IV, basada en una trama ortogonal de insulae de 30x30 m, e identificar diversas estructuras entre las que destaca un edificio singular que con todas las precauciones debidas podría tratarse de un santuario urbano de importantes dimensiones.

La presente tesis tiene como objetivos el desarrollo, aplicación, calibración y validación del uso de información geofísica para la gestión, la caracterización y el estudio de la vulnerabilidad a la contaminación de los recursos hídricos subterráneos, planteando la eficiente integración de toda la información disponible. El proyecto de tesis ha desarrollado nuevas metodologías de aplicación de diferentes técnicas no destructivas (geofísicas) y ha validado la interpretación de los resultados obtenidos como apoyo para delimitar las zonas más favorables para la explotación de los recursos hídricos subterráneos, así como para evaluar la vulnerabilidad a la contaminación de los acuíferos, facilitando la protección y el control de las zonas más sensibles. Las principales fortalezas de las metodologías desarrolladas son su rapidez, resolución y la favorable relación coste/beneficio. Para ello se ha planteado el uso combinado de técnicas geofísicas ampliamente difundidas y contrastadas, como son la tomografía de resistividad eléctrica (ERT), los sondeos eléctricos verticales (SEV) y la gravimetría, con los generalmente más invasivos y costosos, pero siempre necesarios, métodos de caracterización directa clásicos (sondeos y piezómetros de investigación, ensayos de bombeo e infiltración y ensayos de laboratorio). Para validar las metodologías, éstas se han aplicado a distintos tipos de acuíferos, con diferentes problemáticas a tratar y distintas escalas y estrategias de trabajo. Los casos de aplicación se han seleccionado porque ocupan y preocupan en la actualidad a los gestores locales de aguas subterráneas. El primer caso de aplicación estudiado es la Cuenca de Valls. El comportamiento de las aguas subterráneas en esta zona se puede asimilar al de un sistema acuífero multicapa. En la cuenca de Valls se ha realizado un estudio cuantitativo y cualitativo de las aguas subterráneas en una zona declarada vulnerable a la contaminación de las aguas subterráneas, con una escala de trabajo regional (quilométrica), a partir de la reinterpretación de información ya existente. El tratamiento específico efectuado a datos de sondeos eléctricos verticales y su reinterpretación, apoyada en los datos de pozos disponibles, ha permitido también caracterizar a escala regional las características hidráulicas del sistema acuífero y la vulnerabilidad a la contaminación del mismo a través de la zona no saturada. Los métodos geofísicos han mostrado su utilidad en esta aplicación, proporcionado información muy valiosa de forma no destructiva, es decir sin necesidad de realizar nuevas perforaciones en el terreno que podrían actuar como vías preferentes para el paso de contaminantes hacia el acuífero. En el segundo y tercer caso de aplicación, Cubeta d’Abrera y Vall Baixa del Llobregat, el estudio también ha sido cuantitativo y cualitativo pero en este caso el comportamiento de las aguas subterráneas estudiadas se puede asimilar al de un acuífero libre. En estas zonas, el estudio se ha realizado a una escala intermedia (centenares de metros en el meandro de Ca n’Albareda) y local (métrica para las balsas de recarga artificial). En la Cubeta de Abrera y la Vall Baixa el trabajo se ha centrado en recopilar información preexistente (ya que se trata de una de las zonas más estudiadas de Europa) y en adquirir nueva información con un nivel de detalle inédito en la zona (caso de información geofísica). El uso combinado de la información proporcionada por fuentes diversas, como la cartografía hidrogeológica de la zona, la estructura del subsuelo definida por sondeos mecánicos, los resultados de los ensayos granulométricos de las muestras del sondeo más próximo, de campañas de prospección electromagnética y la interpretación de perfiles geoeléctricos realizados específicamente para este estudio, ha permitido establecer una metodología combinada para la mejor caracterización del medio acuífero implicado en la recarga artificial. La tomografía de resistividad eléctrica (ERT) en particular se ha mostrado como un método no destructivo, de bajo coste y elevada resolución, flexible y adaptable a distintas escalas de trabajo y tipos de adquisición que interfiere poco en el funcionamiento de las balsas de recarga artificial y permite caracterizar de un modo eficiente heterogeneidades hidrogeológicas del subsuelo y monitorizar procesos de infiltración y de colmatación en balsas de recarga artificial.
The goal of the present PhD thesis has been the development, application, calibration and validation of the use of geophysical information for management, characterization and study of vulnerability to contamination of groundwater resources in an efficient manner. During the thesis project we have developed new methodologies for applying different nondestructive techniques (geophysics) to validate the interpretation of the results as a support tool for the evaluation of the most favorable areas for groundwater collection, as well as assessing vulnerability to contamination of aquifers, facilitating the protection and control of the most vulnerable areas to be polluted. The main strengths of the methodologies developed here are the speed of application, their resolution and effective cost / benefit ratio. To achieve our aim we combine the use of widespread and reliable geophysical techniques, such as electrical resistivity tomography (ERT), vertical electrical soundings (VES) and gravimetry, with generally more invasive and expensive, but always necessary, hydrogeological classical methods like research piezometers, pumping and infiltration tests and laboratory assays. The methodologies have been applied to different types of aquifers, with different problems to deal with, at different scales and with different approaches. The case studies have been chosen because they concern local managers of groundwater resources. The first case study is an aquifer system located in the Valls Basin. We realize that groundwater behavior could be associated to a multilayer aquifer system and, therefore, we have carried out a regional scale quantitative and qualitative study of the aquifer system from the reinterpretation of existing information in a groundwater system partially declared vulnerable to the surface pollution due to nitrates. In the second and third case studies, Cubeta d'Abrera and Llobregat artificial recharge ponds respectively, the study has also been quantitative and qualitative but in these cases the behavior of the groundwater can be associated to an unconfined aquifer. In this part, work has focused on gathering background information (as it is one of the most studied areas of Europe) and on acquiring and processing new geophysics data with an unprecedented level of detail in this area. The use of complementary direct and indirect methods such as boreholes, grain-size analysis, infiltration tests and electromagnetic and geoelectrical surveys has allowed to improve the diagnosis of the saturated and non-saturated zone for better characterization of the geological environment involved in the managed recharge system. In particular, the ERT technique, a low cost and a high resolution tool has shown to be flexible and adaptable for surveying at different scales and arrays without disturbing the recharge process and also has demonstrated the usefulness of geophysical imaging to unveil hydrogeological heterogeneities and monitoring infiltration and clogging processes in surface Managed Aquifer Recharge systems.

El ambiente geotectónico en que se ubica Costa Rica, ha permitido el desarrollo de un arco volcánico activo, contexto geológico que favorece la formación de sistemas hidrotermales con potencial geotérmico; fuente de energía autóctona, sostenible y de bajo impacto para el ambiente, que por sus características se ajusta a las políticas económicas y ambientales del país. No obstante, es bien conocido que el desarrollo de un proyecto geotérmico implica un alto riesgo económico, lo que se ha tornado en un factor determinante a nivel mundial, que limita un mayor provecho de este recurso para generar electricidad. Sin embargo, en Costa Rica la energía geotérmica es estratégicamente importante, pues se utiliza en la base de la matriz eléctrica, por lo que el Instituto Costarricense de Electricidad (ICE) tiene programado iniciar en el primer semestre del 2018 el desarrollo del campo geotérmico Borinquen, ubicado en la falda oeste del volcán Rincón de la Vieja, Guanacaste, Costa Rica. Proyecto que dio origen a esta tesis doctoral, cuyo principal objetivo es mejorar la comprensión del sistema hidrotermal relacionado con la zona geotérmica Borinquen, para mitigar el riesgo asociado al desarrollo en busca de logar una explotación sostenible. Para lo cual, la investigación se enfoca en tres aspectos principales: El trabajo inicia con los estudios de exploración a nivel regional, con el fin de plantear un modelo volcanológico estructural del área de estudio. El cual se realiza con base en datos obtenidos por el ICE desde 1974, conjuntamente con nuevos trabajos de teledetección, geología de campo, descripciones exhaustivas de perforaciones, dataciones radiométricas, reinterpretación de datos gravimétricos y análisis de sismos naturales e inducidos; lo que permite describir la estratigrafía, estructura y evolución volcánica de la zona de interés. El estudio continúa con investigaciones más detalladas en el flanco suroeste del volcán Rincón de la Vieja, en busca de corroborar la existencia de un sistema hidrotermal económicamente explotable y plantear un modelo conceptual de la zona geotérmica Borinquen. Se utiliza como base el modelo volcanológico estructural, se analiza e integra la distribución de la: litoestratigrafía, mineralogía de alteración, resistiva aparente, gradiente térmico, así como composición geoquímica e isotópica de los fluidos provenientes de agua meteórica, manifestaciones hidrotermales y pozos. Información con la que se determina la ubicación de: fuente de calor, reservorio, capa sello, zona de recarga, pasos preferenciales y dirección del fluido. En la tercera parte del estudio, se diseña una estrategia inicial de desarrollo viable para la zona Geotérmica Borinquen. Se integra y analiza la información geológica, geofísica, gradiente térmico y el modelo conceptual del sistema hidrotermal, para generar modelos de aptitud con los que se zonifica el recurso geotérmico de alta entalpía, e identifican las áreas aptas para ubicar: las zonas de producción y reinyección; así como, las plazoletas de perforación. Además, por medio del método volumétrico “USGS Heat in Palce” y el simulador Montecarlo, se evalúa el potencial geotérmico y estima la energía eléctrica que puede generar el área destinada como zona de producción, con un fundamento estadístico y probabilístico. Con esta información se calcula el número de pozos necesarios para iniciar la producción de 50 MWe y plantear una estrategia inicial de desarrollo viable, que busca fundar las bases para lograr la explotación sostenible del Campo Geotérmico Borinquen.
The Costa Rican Electricity Utility (ICE) has programmed to start the first semester of 2018 with the development of the Borinquen Geothermal Field, located on the western flank of the the Rincón de la Vieja volcano, Guanacaste, Costa Rica. The mentioned Project has given rise to this Doctoral Thesis, which has the main objective of bettering the understanding of the hydrotheral system related with the Borinquen geothermal zone, in order to mitigate the risk associated with development, in the search of achisustainable exploitation. That is why this investigation focuses on three main aspects: Work begins with regional exploration studies, with the aim of proposing a vulcanologic-structural model for the study area. This is done based on the data obtained by ICE since 1974, along with new studies of teledetection, field geology, exhaustive borehole descriptions, radiometric datings, reinterpretación of gravimetric data as well as the analysis of natural and induced sismic activity; which have permitted to discover the stratigraphy, strucucture and volcanic evolution in the area of interest. Work continues with more detailed invsetigations on the southwest flank of the Rincón de la Vieja volcano, in search of confirming the existence of an economically exploitable hydrothermal system and propose a conceptual model for the Borinquen geothermal zone. Using the vulcanologic-structural model as a base, lithology, alteration mineralogy, apparent resistivity, geothermal gradient, the geochemical and isotopic composition of the meteoric waters, hydrothermal manifestations and boreholes are analyzed and integrated. This information is used to determine the location of: the heat source, the reservoir, the cap rock, the recharge zone and preferential flow directions. In the third part of hte study, an initial development strategy, viable for the Borinquen geohtermal zone, is designed. Geologic, geophysical and thermal gradient information is analyzed and integrated with the conceptual hydrothermal system model to locate: production and reinjection zones; as well as well pads for boreholes. Also, by of the volumetric method “USGS Heat in Place” and a Montecarlo simulator, the geothermal potential is evaluated and an estimate of the electric energy that can be generated is made for the production zone, based on statistics and probability. With this information the number of boreholes is calculated to start a production of 50 MWe and propose an initial strategy for viable development, which searches to form the base for achieving a sustainable exploitation of the Borinquen Geothermal Field.

El método magnetotelúrico es una técnica muy importante dentro de los métodos geofísicos de inducción electromagnética. La sensibilidad de las medidas a la existencia de inhomogeneidades laterales hace que la interpretación unidimensional no sea la herramienta adecuada para la interpretación de estructuras geológicas complicadas. Por dicho motivo, una de las actuales líneas actuales de investigación corresponde a la elaboración de algoritmos de modelización numérica de estructuras conductoras bi- y tridimensionales.

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

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

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

El trabajo ha estado estructurado básicamente en tres unidades.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

El mètode magnetotel·lúric (MT) és una tècnica geofísica que proporciona la distribució de la resistivitat elèctrica en el subsòl a partir de les fluctuacions temporals del senyal electromagnètic (EM) natural mesurades a la superfície terrestre. El senyal MT sovint esdevé contaminat per soroll EM d’origen antropogènic (soroll cultural). La seva detecció i eliminació és un dels reptes actuals per millorar la qualitat de les respostes obtingudes amb el mètode MT. L’estudi de les característiques del senyal MT i del soroll cultural és un pas clau per poder diferenciar ambdós senyals i eliminar posteriorment el soroll. En general el senyal MT no presenta un estat de polarització concret en el domini temps-freqüència (t-f), ara bé, algunes de les seves fonts naturals com les pulsacions geomagnètiques del tipus Pc3 o les ressonàncies Schumann es caracteritzen pel seu estat de polarització. En canvi, el soroll cultural sol estar polaritzat linealment en una direcció determinada a causa de la posició fixa de les seves fonts a l’espai. Tenint en compte que l’estat de polarització del senyal MT està estretament lligat a les característiques de les seves fonts, en aquesta tesi es proposa la seva anàlisi com a eina per identificar i caracteritzar algunes de les seves fonts naturals i les fonts de soroll cultural que el contaminen. Atès que tant el senyal MT com el soroll cultural són senyals variables amb el temps i presenten múltiples freqüències, s’ha considerat adient analitzar el seu estat de polarització en el domini temps-freqüència (t-f). La principal contribució d’aquesta tesi és el desenvolupament, per primer cop, d’un mètode per analitzar l’estat de polarització del senyal MT en el domini (t-f) a partir de les sèries temporals dels camps elèctric i magnètic. S’han establert les bases teòriques del mètode, que permet obtenir els atributs de polarització d’ambdós camps en el domini (t-f) mitjançant la transformada wavelet, i s’ha implementat en un codi anomenat MTWAVELETS. El mètode desenvolupat s’ha aplicat a l’anàlisi de nombroses sèries temporals MT mesurades a diferents localitzacions i que presenten o bé indicis de soroll cultural o bé indicis de la presència de senyals geomagnètics amb un estat de polarització determinat. A partir de l’anàlisi de sèries temporals MT mesurades a Hontomín (Espanya) i a Lamezia Terme (Itàlia) s’ha detectat el soroll cultural creat per línies elèctriques, la circulació de trens per vies fèrries electrificades amb corrent continu, aerogeneradors i entorns industrials i urbans, i s’ha determinat la posició relativa d’aquestes fonts respecte els punts de mesura. S’ha caracteritzat el comportament que presenten l’amplitud i els atributs de polarització d’aquests senyals sorollosos en el domini (t-f), de manera que a partir d’ara pot identificar-se fàcilment la presència d’aquestes fonts contaminants a sèries temporals MT. D’altra banda, l’anàlisi de dades mesurades a Tramutola (Itàlia) ha suggerit que les pulsacions geomagnètiques del tipus Pc3 són una de les causes de l’oscil·lació que presenten les respostes MT en aquest site en el domini (t-f). Així mateix, s’han detectat i analitzat els quatre primers modes de les ressonàncies Schumann a partir de sèries temporals MT mesurades a Huidobro (Espanya). L’anàlisi (t-f) dels seus atributs de polarització ha permès diferenciar aquest senyals geomagnètics de la resta del senyal MT. La nova eina desenvolupada en aquesta tesi constitueix una aportació significativa per a l’anàlisi del senyal MT, ja que permet detectar i caracteritzar les seves fonts, ja siguin naturals o de soroll. Té nombroses aplicacions: en l’àmbit de la millora de les respostes MT per a la identificació del soroll cultural i de senyals geomagnètics que puguin alterar-les, i en l’estudi de la ionosfera i la magnetosfera per a la caracterització de senyals geomagnètics.
The magnetotelluric (MT) signal is usually affected by electromagnetic anthropogenic noise (cultural noise). At present, its detection and removal is one of the challenges to improve the responses of the MT method. The MT signal does not generally have a specific polarisation state in the time-frequency (t-f) domain. However, some of its natural sources such as Pc3 geomagnetic pulsations or Schumann resonances have characteristic polarisation properties. In contrast, cultural noise is usually linearly polarised in a certain direction due to the fixed location of its sources in space. The major contribution of this thesis is the development, for the first time, of a method for polarisation analysis of the MT signal in the (t-f) domain. It is proposed as a tool to identify and characterise some of its natural sources and those of cultural noise. It provides the polarisation attributes of the MT signal in the (t-f) domain computed in terms of the wavelet transform, since both the MT signal and the cultural noise show time and frequency variations. The theoretical basis of the method has been established, and it has been implemented in a code named MTWAVELETS. Cultural noise created by power lines, electrified DC railways, wind turbines and industrial areas has been detected and characterised from the analysis of MT time series acquired at Hontomín (Spain) and Lamezia Terme (Italy). The analysis of MT time-series from Tramutola (Italy) points to Pc3 pulsations as one of the causes of the oscillation of the MT responses in the (t-f) domain at this site. Moreover, the first four modes of the Schumann resonances were detected and analysed from MT time-series acquired at Huidobro (Spain). The new tool developed in this thesis is a major contribution to the analysis of the MT signal since it allows detecting and characterising its sources, both natural and noisy. It has many applications: in the scope of improving the quality of the MT responses due to the identification of cultural noise and geomagnetic signals capable of altering them, and in the scope of the study of the ionosphere and the magnetosphere due to the characterisation of geomagnetic signals.

La prospección gravimétrica es una herramienta adecuada para estudios de Evaluación de Riesgo Sísmico, con objeto de determinar la profundidad de un basamento rocoso, especialmente en zonas urbanas. Este trabajo estudia los factores que afectan en este medio a la precisión de toma y procesamiento de los datos gravimétricos, presentando el ejemplo de aplicación en la ciudad de Barcelona.

Las correcciones topográficas se han realizado a partir de un MDT a 45 m de intervalo de malla, comparándolo con uno propio de alta resolución, a paso de 10 m. Se ha aplicado una densidad de reducción variable según la litología, a partir de un mapa de síntesis de la geología del área de estudio. Se han caracterizado asimismo los efectos antrópicos producidos por edificios y túneles, permitiendo elegir la posición de la estación con menor corrección.

La realización de los mapas de anomalía de Bouguer y residual se ha optimizado mediante geoestadística a partir de la distribución de las estaciones. Tras aplicar restricciones geológicas al cálculo de la anomalía regional, se ha localizado un mínimo gravimétrico de -6 mGal bajo el Llano de Barcelona, relacionado con una cubeta rellena de sedimentos miocénicos y pliocuaternarios.

A partir de un modelo de inversión 3D, se han obtenido diversos modelos probables de profundidad del basamento, controlando la altura de los prismas entre iteraciones a partir del criterio de Bott, y ajustando una curva de variación de densidad a partir del sondeo MARTORELL-1. Este procedimiento ha determinado un rango de profundidades entre 421 y 512 m.

La interpretación estructural del basamento se ha llevado a cabo mediante la comparación del mapa de isobatas obtenido con un mapa de gradiente horizontal de la anomalía residual, permitiendo localizar un conjunto de fracturas que limitan la cubeta y dividen el sustrato en un conjunto de bloques.

La presente memoria de Tesis Doctoral versa sobre la sísmica de reflexión de alta resolución y sus objetivos principales han sido los siguientes: establecer una validación de esta metodología, poner de manifiesto su potencial de aplicación en el reconocimiento de estructuras geológicas superficiales y mostrar su integración en estudios multidisciplinares de incidencia medioambiental. Por esa razón, tanto la estructura en capítulos como la redacción del texto han seguido un hilo narrativo que hace más hincapié en evaluar el potencial, las limitaciones y el poder resolutivo de la prospección sísmica del subsuelo poco profundo, que en presentar las técnicas del proceso de datos sísmicos.

Aunque los casos analizados en la memoria están dirigidos a objetivos diferentes se complementan entre sí, concluyéndose que la sísmica de
reflexión de alta resolución es una técnica extremadamente flexible que puede adaptarse a situaciones muy diferentes; desde un estudio geológico, a aplicaciones a la obra civil, a valoraciones medioambientales, etc. A través de cada caso presentado también se van desarrollando diferentes aspectos metodológicos de la sísmica de reflexión superficial que la distinguen de la sísmica profunda y que han de tenerse en cuenta durante el tratamiento de los datos.

In this PhD work, we carry out a geophysical and geological study of two classical examples of rifted continental margins: the Gulf of Lions (GoL), located in the Western Mediterranean, and the Tagus Abyssal Plain (TAP), located in the West Iberia margin. In spite of numerous previous studies of these regions, there is a debate on the crustal structure and the processes that led to the formation of the basin. Our study aims to 1) determine the nature of rocks forming the main geological domains of the basin, 2) define the tectonic structure of the basement and 3) place constrains and discuss the kinematics and tectonic and magmatic mechanisms involved in basin formation. To study the GoL, we used a geophysical data set acquired during the SARDINIA-2006 survey by the Ifremer Institute (France). In particular, we used a Multi-Channel Seismic (MCS) line and a coincident Wide-Angle Seismic (WAS) profile. Altogether, these lines cover a seismic transect that runs NW-SE across the GoL until the central part of the Liguro-Provençal basin. The geophysical data used to study the TAP were collected during the FRAME-2018 survey within the framework of the FRAME project. We present spatially coincident MCS and WAS data, along a 350 km-long, E-W trending profile located at 38º N, crossing the basin in the North-West Iberian margin. We apply joint refraction and reflection travel-time tomography (TT) that combines travel-times from MCS and WAS data to provide new constraints on the structure and petrological nature of basement domains along the margins. The result of this joint WAS- MCS tomography is a P-waves velocity (Vp) model of the margin that is fully consistent with the MCS image along the profile, making the geological interpretation less subjective. The processing of MCS data provides the tectonic structure and geometry of the sedimentary basins. The results from the GoL support the existence of three geological domains that are: 1) a continental domain formed by normal faults that tilted the continental basement, 2) a ~100 km wide domain bounded by continental crust domains, characterized by a 4-5 km thick layer with high velocity and steep gradients that we interpret as a lens-shaped body of oceanic crust and 3) a thin continental crust (<4 km). This configuration implies that the continent-ocean transition (COT) occurs abruptly (<10 km along profile) at each side of the oceanic domain. In the case of the TAP, the models show that the crustal structure is more complex, presenting sharp boundaries between five different domains at the base of the continental slope and across the J-anomaly. Thus, the profile across the TAP shows that Domain I and Domain III are made of 4-6 km thick continental crust. Domain III shows a lower crust with comparatively higher velocities possibly due to limited magmatic intrusions. Domain II, previously interpreted as oceanic crust, is shown to constitute a ~70 km wide domain of exhumed and serpentinized mantle. The westernmost 200 km of the profile include Domain IV and Domain V with a basement made of oceanic crust. The new Vp model and seismic images support that the COT is located ~300 km offshore and that occurs abruptly from 10 to 15 km wide. Based on these results, we discuss a new geodynamic scenario characterized by two main phases of crustal extension. According to the presented distribution of the basement, rifting in the TAP would have started with continental crust extension, continued with exhumation of the mantle, followed by the formation of the oceanic crust of the J-magnetic anomaly, and continued with spreading of oceanic crust of the Cretaceous Magnetic Quiet Zone. The interpretation of these results differs from current conceptual models of the formation of both examples of rifting systems. Its integration offers the opportunity to review the existing conceptual models related to rifted margins that involve mantle exhumation and indicate that the response of the continental lithosphere to extension processes may be more complex than previously assumed.
En esta tesis doctoral, se ha realizado un estudio geofísico y geológico de dos ejemplos clásicos de márgenes continentales: el margen de la Cuenca de Liguria y el margen de la Llanura Abisal del Tajo, ubicada en el margen Oeste de Iberia. A pesar de los diversos estudios previos de estas regiones, existe un debate abierto tanto sobre su estructura cortical como sobre los procesos que operaban durante su formación. Este trabajo de tesis ha tenido como objetivos: 1) determinar la naturaleza de las rocas que forman los principales dominios geológicos de ambos márgenes, 2) definir la estructura tectónica del basamento y 3) discutir la cinemática y la interacción de mecanismos tectónicos y magmáticos involucrados en la formación de los márgenes. Para conseguir estos objetivos, se han analizado e integrado diversos datos geofísicos. Los datos principales son de sísmica de reflexión de “streamer” multicanal y de sísmica de refracción y refracción de gran ángulo marinos. También se han integrado datos batimétricos y gravimétricos. La parte metodológica más novedosa de esta tesis es la utilización de los tiempos de trayecto de fases sísmicas de datos de streamer y gran ángulo en una tomografía conjunta. Esta metodología permite determinar con más precisión que otros métodos las velocidades de las ondas sísmicas (Vp) a través del basamento a lo largo de los perfiles. El modelo resultante permite establecer la naturaleza petrológica con menos incertidumbre que los métodos más comúnmente usados. El análisis, procesamiento, modelado e interpretación de estos conjuntos de datos permite una interpretación novedosa de los aspectos relacionados con la estructura y naturaleza de la corteza, así como la discusión de nuevas propuestas para los procesos tectónicos que llevaron a la configuración actual de cada uno de los ejemplos de márgenes continentales. La interpretación desarrollada difiere en gran medida de modelos previos en cuanto a la formación de ambos sistemas de rifting. Por ello, proponemos que su integración ofrece la oportunidad de revisar modelos conceptuales existentes en la literatura. En particular, los resultados muestran que la respuesta de la litosfera continental a los procesos de extensión puede ser más compleja de lo que se suponía hasta ahora.

In this thesis I present a geophysical study that aims to define the structure and petrological nature of the main geological domains in the Central Tyrrhenian basin, and to investigate the mechanisms involved in their formation. The geophysical data used in this thesis was acquired during the MEDOC (2010) survey within the framework of the MEDOC project, which was designed to improve our understanding of the origin and evolution of rifted margins. The present work is based on the analysis, processing, modeling, and interpretation of coincident Wide-Angle Seismic (WAS), Multichannel Seismic (MCS), and gravity data corresponding to the two longest transects acquired during the MEDOC survey in the Central Tyrrhenian basin, the southern Line GH/MEDOC-6 (~450 km) and the northern Line EF/MEDOC-4 (~400 km). Both lines run across the Central Tyrrhenian basin from Sardinia to the Campania margin. The processing of MCS data provides the tectonic structure and geometry of the sedimentary basins, whereas the modeling of WAS data from travel-time tomography provides 2D seismic velocity models from which the velocity distribution of the crust and uppermost mantle, and the geometry of the crust-mantle boundary are inferred. The WAS models are then converted to density models using existing empirical relationships for different lithologies in order to test which of the different hypothesis concerning the petrological nature of the basement (e.g. continental/oceanic crust or exhumed mantle) explain better the observed gravity data. The results obtained together with the integration of geological data from rock sampling of the seabed reveals the existence of three geological domains in the Central Tyrrhenian, that is: continental crust, magmatic crust, and exhumed mantle. The comparison between the results of Line EF/MEDOC-4 (northern line) with those of the Line GH/MEDOC-6 (southern line) reveals that the velocity and tectonic structure of the three geological domains differ in some regions from north to south. These differences are most likely attributed to the southward increase of extension that characterizes the Tyrrhenian basin. The basement configuration presented in this thesis led to a completely new definition of geological domains in the Central Tyrrhenian. According to the presented distribution of the basement, rifting in the Central Tyrrhenian basin would have started with continental crust extension, continued with back-arc spreading leading to generation of magmatic back-arc crust, and followed by mantle exhumation intruded by later magmatic episodes. The interpretation of these results differ from current conceptual models of the formation of rifting systems involving mantle exhumation and indicate that the response of the continental lithosphere to extension processes may be more complex than previously assumed. Finally, to explain the mechanism involved in the formation of these domains, I examine the modes of back-arc basin formation proposed to explain the formation of the western Pacific basins [Martinez et al., 2007; Dunn and Martinez, 2011], as well as the causes that may have led to mantle exhumation [Pérez-Gussinyé, et al., 2006]. In summary, the proposed conceptual model is based on a slab rollback and depleted mantle setting, in which production of extension-related melting is limited, thus, crustal accretion is attributed to hydrous flux melting. The model presents 5 stages of opening that includes: (I) a normal subduction scenario followed by (II) development of the back-arc rift, (III) initiation of back-arc spreading, (IV) mantle exhumation, and finally (V) emplacement of large volcanic edifices in the central parts of the basin.
La tesis que presento se centra en el estudio de la estructura cortical y de los procesos de formación de la cuenca del Tirreno, con el principal propósito de ampliar el conocimiento sobre los mecanismos involucrados en la evolución de márgenes divergentes. Para ello, en esta tesis se realiza el procesado, análisis, modelización, e interpretación geológica de dos perfiles geofísicos adquiridos durante la campaña de sísmica marina MEDOC (2010) en el mar Tirreno. Ambos perfiles geofísicos incluyen datos de sísmica de gran ángulo (SGA), de reflexión multicanal (SRM) y de gravimetría, a partir de los cuales he obtenido los resultados siguientes: 1.Dos modelos de velocidad de propagación de ondas P (Vp) y de la geometría del Moho. 2.Análisis estadístico de incertidumbre de los parámetros de cada modelo de velocidad. 3.Modelado gravimétrico a partir de la conversión a densidad de los modelos de Vp. Con este método se pretende constreñir la petrología de los diferentes dominios geológicos a partir del empleo de diferentes relaciones empíricas de velocidad-densidad para diferentes tipos de roca. 4.Dos perfiles de SRM stackados y migrados en tiempo, de los cuales procesé uno de ellos (MEDOC 4). La interpretación conjunta de estos resultados junto con un análisis exhaustivo de las velocidades de los modelos, e información geológica de las rocas del lecho marino, han permitido caracterizar la naturaleza cortical (continental/oceánico) de los principales dominios geológicos en la cuenca del Tirreno central, los cuales incluyen: corteza continental, corteza de retroarco de carácter magmático y manto exhumado. Estos resultados junto con observaciones de la geomorfología de la batimetría, han dado paso a la discusión de la distribución en planta de dichos dominios geológicos en toda el área de estudio. Finalmente, propongo un modelo de apertura de cuenca en el cual se especula sobre la formación de los diferentes dominios geológicos identificados anteriormente. Dicho modelo se basa en los modos de apertura de cuencas de retroarco propuestos para las cuencas del Pacífico occidental, y en estudios de modelización numérica realizados para explicar la exhumación del manto en los márgenes pasivos del Atlantico Norte.

En esta tesis doctoral se presentan los resultados obtenidos a partir de la interpretación litológica y caracterización petrofísica de formaciones geológicas favorables para el sellado y almacén geológico de CO2 en diversas cuencas de la Península Ibérica. La metodología seguida comprende el estudio e interpretación conjunta de registros geofísicos de sondeos (diagrafías) pertenecientes a sondeos someros tipo "slimhole", y de registros pertenecientes a sondeos antiguos y profundos de petróleo. Para completar dicha interpretación se han utilizado otras técnicas como ensayos de campo y de laboratorio, análisis al microscopio de muestras en lámina delgada y de Difracción de Rayos X. Mediante el registro de Radioactividad Gamma Natural (GR) principalmente, se llevó a cabo una correlación estratigráfica entre las formaciones de los sondeos someros y las formaciones análogas en los sondeos profundos próximos. Posteriormente, se procedió a estudiar en paralelo la litología y la petrofísica de cada uno de ellos, para poder establecer analogías entre las diversas formaciones en superficie y en profundidad. El análisis e interpretación de los registros de imagen de sondeo, ha permitido determinar la frecuencia de fracturación localizando en profundidad zonas con debilitamiento estructural, susceptibles de ser permeables, estableciendo la idoneidad de la zona sello y almacén. A partir del registro sónico de onda completa y aplicando una técnica reciente mediante el estudio de la atenuación de las ondas sónicas, se ha estimado el parámetro lk-Seis según la metodología de Mari & Guillemot, 2012. Los atributos acústicos, necesarios para calcular dicho parámetro, han comprendido la atenuación (Att) y la ampliltud (A) de la señal acústica, por lo que fue necesario un estudio pormenorizado de las señales sónicas registradas. Este parámetro acústico ha permitido localizar zonas permeables a lo largo de las formaciones estudiadas en los sondeos someros. La caracterización petrofísica de las formaciones geológicas almacén se ha complementado con la realización de ensayos en laboratorio de conductividad hidráulica en célula triaxial, obteniéndose el valor de la permeabilidad hidráulica (Kw), la porosidad efectiva (0e) y total (09 y la superficie específica (Ss). Dichos resultados de laboratorio, han sido correlacionados con los estimados en campo a partir de ensayos de permeabilidad Lugeon, y con las identificaciones estructurales de la pared del sondeo llevadas a cabo a partir de la imagen acústica de sondeo, siendo integrados finalmente a los resultados derivados del estudio de la porosidad sónica y observaciones de permeabilidad a partir de las diagrafías.
The results obtained from the lithological interpretation and petrophysical characterization of seal and reservoirs formations in the Iberian Peninsula basins for CO2 storage are presented in this PhD. The methodology has involved a complete well logging data set interpretation acquired at slim-hole and shallow boreholes, as well as vintage hydrocarbons logging data interpretation. Other techniques as field tests and laboratory analysis, thin section studies and X-Ray Diffraction analysis have been applied to complete the log interpretation and rock characterization. Stratigraphic correlation between the geological formations in shallow boreholes and similar formations in oil boreholes has been carried out using Natural Gamma Radioactivity (GR) log. Subsequently, a lithological and petrophysical studies were conducted to draw analogies between both types of wells. The analysis and interpretation of acoustic borehole image allowed determining the frequency of fracturing in depth, which was used to locate areas with structural weakening, establishing the suitability of the seal and store area. This information is useful to delineate permeable areas as well. To contrast and complete this information, full wave sonic datasets were analysed focusing on the attenuation of the sonic waves. This is a recent methodology introduced by Mari & Guillemot (2012) that provided the Ik-Seis factor. Combining this factor with other seismic parameters such as attenuation (Att) and amplitude (A) parameters of the acoustic signal has allowed locating permeable zones along the shallow formations studied. The petrophysical characterization of storage geological formations has been complemented by hydraulic conductivity tests that provide hydraulic permeability values (Kw), total effective porosity (0e), total porosity (0t) and specific surface (Ss). These laboratory results were correlated with results from field Lugeon permeability tests, as well as structural identifications from acoustic borehole image, and finally, being integrated with the sonic porosity and permeability results and observations from the well logs.