GPR Perfiles para la caracterizacin de subsidencia deformacin en los sedimentos del lago dentro de un crter maar Cerca Mariano, Carren Freyre-Dora, Aranda-

Gmez Jos Jorge, Luis Rocha-Trevio Centro de Geociencias de la Universidad Nacional Autnoma de Mxico, Juriquilla Blvd 3001, 76230, Juriquilla, Quertaro, Mxico

Resumen- Hundimiento a gran escala (aproximadamente 15 m) de los depsitos lacustres dentro del crter maar Parangueo (Mxico) se ha observado despus del secado de su lago perenne a mediados de la dcada de 1980. La deformacin se caracteriza por una normal principal en forma de anillo- FALLO acompaado de deslizamiento gravitacional y de deslizamiento de lodo bloques, y doblar a los pies de las diapositivas. Cpulas, causada por inyecciones de barro provocados por sobrepresin, se asocian con los pliegues. Una encuesta GPR del crter incluy dos perfiles ~ 1000 m cada uno que se registraron de forma continua a travs de la crter. Un equipo SIR-20 con 200 MHz antena era empleada para las encuestas y procesamiento de datos GPR incluye una correccin topogrfico detallado. Reflectores en la radargramas se correlacionaron con capas observadas en pequeo excavaciones hechas en la secuencia lacustre y permitieron que el estimacin de una velocidad de propagacin de 0.075 m / ns. Superficial Se registraron reflectores interpretado como capas, fracturas, fallas o bvedas de barro como se observa en los perfiles unstacked. Del mismo modo, la firma de radar de reflectores continuas puede ser relacionados con la distribucin espacial de evaporitas concentraciones dentro de la cuenca del lago, donde el contenido de agua aumenta. Los perfiles completos GPR permite la la identificacin de las principales estructuras de deformacin y dar ideas sobre las diferencias en los estilos estructurales a lo largo de la culpa anillo. Los resultados GPR fueron de gran importancia para una mejor comprensin de la geometra y distribucin de estructuras cerca de la superficie en relacin con la tierra subsidencia in fine materiales de grano.

mcerca@geociencias.unam.mx, freyre@geociencias.unam.mx, jjag@geociencias.unam.mx, luisrot1205@gmail.com

suelos, cuando estn intercaladas con materiales arenosos, cambios en la propagacin de la onda de radar pueden estar relacionados con facies cambios que implican variaciones en fsica y propiedades mecnicas tales como tamao de grano, la densidad, la compactacin, y la orientacin preferida de las partculas, entre otros [5, 6, 8], o a la presencia de fallas y fracturas. Cambios laterales en las propiedades fsicas tales como la presencia de la materia orgnica, la sal, las superficies diagenticas, vertical las variaciones en el contenido de agua y de xido de hierro precipitados, como as como la presencia de diferentes tipos de grano fino material tambin puede causar variaciones en la permitividad y actan como reflectores o anomalas en los radargramas [7, 8 y 9]. En este trabajo, se presenta el anlisis de dos perfiles de GPR para una secuencia de lago salino muy fracturada y deformada acumulada en el fondo de un crter maar volcnico.

II. RINCN DE Parangueo MARA

Rincn de Parangueo (20 25.839 ', -101 14.917') es un Maar Cuaternario situado en la parte N de la Michoacn- Guanajuato campo volcnico en el Trans mexicana Volcnica Belt. Crter del maar sola tener un lago perenne y ahora est parcialmente ocupado por una playa-lago (Fig. 1). Durante la desecacin progresiva del 1980 se inici como consecuencia ndice Trminos GPR- perfiles, depsitos sedimentarios, de sobregiro agua del acufero regional que utiliza para alimentar el lago [10]. El agua en el lago era altamente alcalino yfracturas, deformaciones, hundimientos. como las evaporitas lago se seca (trona> halita> silvita> eitelite) precipitado que cubre el fondo del lago y mezcla con otros sedimentos. Mapeo geolgico detallado en el I. INTRODUCCIN sedimentos del lecho del lago muestran una clara evidencia de la rpida GPR ha sido ampliamente utilizado para la identificacin de subsidencia activo. Hundimiento en la parte inferior del crter estructuras geolgicas en diferentes ambientes de depsito. producido un sistema de anillos de falla que se expone cerca del GPR topografa es tambin til para la localizacin precisa del ex costa del lago, en una de 15 m de alto escarpe topogrfico. pequeas fallas o fracturas en los sedimentos. Estas estructuras son actitudes de laminaciones en el barro expuestos en la escarpa son observado como el desplazamiento de reflectores poco profundas o su consistente con la flacidez abajo del sedimento causada por ausencia indicando fracturas llenas de aire. Interpretacin del hundimiento del depocentro del lago. ngulos de inclinacin de la estructuras de deformacin es til cuando laminaciones directas de campo varan entre 10 y 35 hacia la cuenca. observaciones no son posibles. Por ejemplo, GPR ha habido fallas normales expuestas en el escarpe topogrfico producido en aplicado con xito para detectar la localizacin de fallos enterradas algunas zonas de deformacin dominios que son consistentes con la [Por ejemplo, 1, 2, y 3]. El contenido de agua tiene una influencia importante en presencia de estructuras de desprendimiento lstricas (Fig. 1b), que la propagacin de la onda de radar a travs del geolgica producida anticlinales rollover con ejes situados cerca de la materiales [4], por lo tanto, los medios de comunicacin con bajas prdidas dielctricas ex costa del lago. En otras partes de la escarpa hay (Frecuencias caractersticas entre 10 y 2000 MHz) pueden son mbitos en los grandes bloques de barro, separados por profundas (hasta ser analizado en detalle. Adems, incluso en alta conductividad a 3 m), fracturas casi verticales se deslizan por la pendiente

junto inclinadas suavemente, superficies planas, desprendimiento inferidos (Imagen en la Fig. 2a). Estos planos desprendimiento planos comienzan muy inclinado cerca de la antigua costa del lago, donde que afloran las fallas tan altas ngulo con el movimiento de deslizamiento de inmersin. Cpulas de barro son abundantes cerca de la base del topogrfica escarpa en las zonas dominadas por deslizamiento, mientras cpulas son escasa o ausente cerca de los dominios destacamentos donde lstricas y vuelcos ocurren (Fig. 1b). Las cpulas son producidos por inyeccin vertical de lodo como consecuencia de la sobrepresin causado por el peso de los bloques de deslizamiento en la parte plana superficies desapego.

III. GPR ENCUESTA

La encuesta GPR incluy el anlisis de dos perfiles ~ 1.000 m de longitud, grabado continuamente usando un tacmetro calibrada para recoger 40 huellas por metro. El camino de la el perfil se control con GPS (Fig 1a). Los perfiles totalmente cruzar la seccin colapsada de la cuenca que permite un anlisis de las diferencias estructurales. Un equipo SIR-20 Se emple con 200 MHz antena para la encuesta y tratamiento de los datos de GPR incluido topogrfico detallado correcciones. Perfil procesamiento se realiz con Software RADAN 6.6 de Geophysical Survey Systems, Inc. El primer paso en el proceso era eliminar alta amplitud reflexiones relacionadas con las ondas directas y de superficie, seguido por la eliminacin de ruido de fondo y la aplicacin de una filtrado espacial (filtro FIR) para eliminar el ruido asociado con frecuencias altas y bajas. El siguiente paso fue un correccin topogrfica. Un mapa topogrfico 1: 2000 escala con 1 m curvas de nivel con errores estimados en el orden de un pocos centmetros se obtuvo con una estacin total levantamiento topogrfico. La topografa detallada del lago de parte inferior se combin con una DEM LIDAR (Fig. 1) y estos datos fueron utilizados para hacer la correccin. El tiempo de ventanas de 256 ns permitidos para el anlisis detallado de la superior 3-4 m de la superficie. Reflectores asociado a una contacto estratigrfica en una excavacin hecha cerca del final de P1 permiti la estimacin de una velocidad de propagacin de 0.075 m / ns. Ambos perfiles se interpretaron utilizando todos los disponibles informacin geolgica y el uso de las trazas radar completos (Ver Fig. 2). Los perfiles analizados muestran el registro en profundidad de las estructuras que forman el sistema principal de anillo de fallas y otras fallas secundarias o fracturas. Distribucin del tamao de grano, Se midieron el contenido de agua gravimtrica y la densidad slida en el laboratorio para mejorar la interpretacin de la reflectores grabados. Por ltimo, se apilan los perfiles y la interpretacin simplificada para generar una cruz sinttico seccin.

IV. INTERPRETACIN DE LOS PERFILES GPR

Suponemos que el patrn de reflexin GPR se traduce principalmente de contrastes en las propiedades fsicas de la prospeccin secuencia, por lo tanto GPR es una herramienta til para el mapeo vertical y variaciones laterales de sedimentos con diferentes contenidos de sal, arcilla, o limo. A efectos de la interpretacin de la la deformacin, las caractersticas geomtricas de la estructuras geolgicas observadas en la superficie eran correlacionado con patrones de reflexin GPR. Tambin la integracin de la topografa detallada permitido la identificacin cambios en las reflexiones asociadas a escarpes topogrficos producido por fallas normales. Detalles sobre la interpretacin de los perfiles de radar se proporciona en la Figura 2, en la que presentar un acercamiento a las estructuras especficas y su interpretacin. Hay facies cambios marcados en los sedimentos del lago estratigrafa. Cerca se produce la antigua costa del lago un plataforma carbonatada compuesta por un biostrome estromatolitos

Fig. 1. Rincn de Parangueo maar: (a) DEM que muestra la ubicacin de los dos perfiles de GPR discutidos en este documento, las flechas indican la direccin de el perfil GPR; (B) Vertical foto area muestra la principal subsidencia relacionada estructuras en la parte inferior de la antigua cuenca lacustre. Tenga en cuenta el tamao reducido de playa-lago de hoy en comparacin con la distribucin de sedimentos lacustres blancas.

asociada con una cadena de biohermos estromatolitos. La secuencia muestra la estratificacin observ como cambios en el tamao de grano. En la parte SE de la cuenca, por debajo de un carbonato de espesor de 3 m secuencia hay una sucesin sedimentaria hecha de medio de a clastos de grano fino derivados de la erosin del interior paredes del crter. En contraste, la estratigrafa de poca profundidad en la seccin lacustre (2 m superior) ha sido descrito por [11] como una sucesin finamente laminada compuesta por color beige lminas de precipitado micrtica barro alterna carbontica con lminas de color marrn oscuro, compuesto de arcilla y limo clstica con detritus orgnico (Fig. 5). Intercalados en esta sucesin son prominentes, casi capas negras hechas de limo y arena fina. Una entrada en Eolian Tambin se inform de la estacin seca. Toda la secuencia es caracterizado por una plasticidad media, baja compresibilidad, y el contenido gravimtrico de agua que aumenta gradualmente con profundidad de hasta ms de 40%. Slidos densidad y contenido de arena tambin aumenta importantemente a menos de 80 cm de profundidad. Este secuencia subyace un "depsito de cada", cerca de la pendiente que se describe en [11] y que se interpreta como material derivado desde la escarpa inicial relacionada con el sistema de anillos de falla. En el parte central del perfil de la secuencia de varved est cubierta por depsitos limosos. Reflectores registrados en la pendiente (Fig. 1a) muestran pequea contraste elctrica en la secuencia de carbonatos. En esta parte de el perfil de las anomalas corresponden a abrir o fracturas con mayor contenido de agua, como es el caso de la falla interpretado en la base de la pendiente. En contraste, la radargramas en la planicie lacustre tienen bien definido reflectores correspondientes al contacto estratigrfico entre los depsitos limosos y las lminas varved del crter maar sedimentos. La presencia de fracturas fue interpretado por el presencia de anomalas en las reflexiones de radar. Los cambios en firmas de radar reflejar los cambios en la litologa y estructuras sedimentarias relacionados con la variabilidad de facies la proximal a la parte distal de la llanta maar lago. Los radargramas estudiados completos y su interpretacin se presentan en las figuras 3 y 4. Debido a la alta elctrica pierde el radargramas no permiten la identificacin del variaciones verticales finas en la secuencia. Sin embargo, contrastantes estilos de deformacin podran ser grabadas cerca de la sistema de fallas anillo. El extremo S de P1 (Fig. 1a) se caracteriza por un escarpe topogrfico bajo ngulo (~ 18). Abrir la traccin fracturas en esa regin son caractersticas llenos de aire que estn observado como una falta de reflexin cerca de la parte superior de la perfiles (Fig. 2b). Estas fracturas tienen unas geometras lstricas lo que sugiere la presencia de un desprendimiento superficial, probablemente controlado por capas de sedimentos hmedos o situado a lo largo de la mecnica contraste entre la plataforma carbonatada y el bien- sedimentos de grano. La escarpa en el extremo N de P1 es ms pronunciada (38 ) y las fracturas de traccin son vertical con una abertura con un promedio de 1 m. Cpulas de barro inyectan en el lacustre secuencia se documentaron en los extremos S y W de P1 y Perfiles P2, respectivamente. Saturacin de reflexiones se observa en la parte central de ambos perfiles. Este fenmeno se corresponde con alto contenido de sal y el contenido de agua en los sedimentos lacustres. El alto

zona conductora est delimitado por pequeas faltas dip-deslizantes. Como espera, grab geometra del depocentro es asimtrico en ambos perfiles que indican que el lado S de la sistema de fallas anillo es relativamente ms activo en comparacin con el extremo N. Los perfiles GPR muestran la pequea penetracin profundidad y alta atenuacin caracterstica de los sedimentos del lago con un alto contenido de limo y arcilla. Los perfiles tambin muestran importantes variaciones laterales de la firma, probablemente relacionados con variaciones en el contenido de agua dentro de la zona de alta salinidad en la parte central del lago. A pesar de estas limitaciones, el interpretacin integrada de perfiles de GPR, disponible informacin geolgica, y observaciones de campo sugieren que fallas verticales controlan el hundimiento de los sedimentos del lago cerca la superficie. La presencia de las grandes estructuras, tales como el sistema de fallas de anillo, est relacionada con las diferencias en la litologa (Es decir, el cambio a partir de secuencias de estromatolitos-cojinete en el borde del crter de limo y arcilla saturada finas capas en la parte inferior lago). Precipitaciones evaporticos en fracturas superficiales producen Anomalas GPR que facilitan la identificacin de la estructura (Fig. 2c).

Fig. 2. (a) fotografa que muestra el aspecto de la deformacin y sedimentaria entorno del maar Rincn de Parangueo; el sistema principal falla anillo divide los dominios de deformacin de las fracturas abiertas de la plataforma y zonas de pendiente para cegar fracturas, pliegues, y las cpulas de inyeccin en el planicie lacustre. (B) y (c) son radargramas unstacked que ejemplifican la firmas de radar registran a la pendiente y lacustres zonas llanas. Interpretacin fue hecho a esta escala y luego se resume en la gran perfiles presentados. (D) fotografa de una seccin de ncleo tomada por [11] mostrando la estructura de las lminas varved de los sedimentos lacustres.

V. CONCLUSIONES

Los resultados GPR fueron de gran importancia para una mejor comprensin de la geometra y distribucin de las fracturas y faltas cerca de la superficie en relacin con la tierra subsidencia in fine materiales de grano. Los perfiles mostrados en las Figs. 2, 3, y 4 probar que GPR topografa permite una descripcin precisa de la geometra y distribucin de las estructuras relacionadas con la deformacin de secuencias lacustres cerca de la superficie. En el caso de las fracturas abiertas documentados, la identificacin fue hecha por correlacin de un mapa estructural detallada y la falta de reflexin en la parte superior del perfil. Estas fracturas afectar carbonatos saturados cohesivos y coluvial sedimentos. Las principales fallas y fracturas en la parte sedimentos lacustres saturados corresponden a GPR anomalas; que puede ser el resultado de la infiltracin de agua y y / o con / o presencia de sal en las fracturas, lateral cambios en las propiedades elctricas de los materiales a lo largo de el perfil. La imagen general que se desprende de este estudio es que hundimiento del crter maar se asocia a la formacin de fracturas verticales y movimientos de masas laterales al depocentro, resultando en la formacin de fracturas de traccin. Del mismo modo, fallamiento normal ejerce una gran influencia en el ubicacin de playa-lago de hoy y en la distribucin de sal concentracin en el centro de la cuenca.

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AGRADECIMIENTOS

La financiacin de este trabajo fue proporcionado por el Conacyt (Ref: 129.550 a J. Aranda). Ricardo Carrizosa ayud con la Anlisis de laboratorio.

Referencias

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