SFUERZOS TECTÓNICOS INTRAPLACA EN SUR … · Pueden ser un MF basado en la polaridad de ondas P y...
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ESFUERZOS TECTÓNICOS INTRAPLACA EN
SUR AMÉRICA DEDUCIDOS DE
MECANISMOS FOCALES DE TERREMOTOS
Dr. Manuel Iván Zevallos Abarca
0. IMPORTANCIA DE LA INVESTIGACIÓN
"Knowledge of the stress state and its link to deformation is
important for a wide range of practical applications, including the
stability of underground openings, enhancing productivity from
hydrocarbon and geothermal reservoirs and seismic hazard
assessment. Stress information is also critical for resolving
questions related to the driving forces of plate tectonics and
intraplate deformation."
O. Heidbach, M. Tingay and F. Wenzel. Frontiers in Stress
Research, Tectonophysics 428 (2010) 1-2
1. OBJETIVOS
• Calcular los tensores de esfuerzos en la placa continental
Sud-Americana;
• Determinar la forma del campo de esfuerzos en la placa
litosferica;
• Identificar las fuentes de los esfuerzos litosfericos.
2. Definiciones / Esfuerzo Tectónico
Efectuando una rotación del sistema de coordenadas,
hasta que las componentes de cizalla sean iguales a
cero obtenemos el tensor de esfuerzos principales.
Sobre éste, si substraemos un valor escalar dado por la
presión litostatica encontraremos el Esfuerzo
Tectónico (deviatoric stress).
3. Metodología
Ondas P Mecanismo Focal
Tensor de Esfuerzos Campo de Esfuerzos
Modelo de Placa
Inversión
Inversión
3. Metodología / Mecanismo Focal
• Polaridades de los primeros
arribos de las ondas P indican
los cuadrantes de compresión y
tensión.
3. Metodología / Tensor Momento Sísmico (CMT)
Ajuste de un modelo de fuente sísmica a los periodos largos.
3. Metodología / Tensor de esfuerzos por inversión
Determination of stress from slip data: Faults and folds
Andrew J. Michael
Journal of Geophysical Research: Solid Earth
Volume 89, Issue B13, pages 11517–11526, 10 December 1984
4. Data
Estudios previos incluidos en esta investigación:
Assumpção, M., 1992. The regional intraplate stress field in South
America. J. Geophys. Res. 97, 11.889 -11.903. Periodo – 1990. № de
mecanismos focales/CMT: 82.
Zevallos, I., 2001. Esforços na Placa Continental Sul-americana. M.Sc.
Dissertation. IAG, University of São Paulo, p. 69. Periodo 1990-1999. № de
mecanismos focales/CMT: 62.
Mulcahy, P., Chen, C., Kay, S.M., Brown, L.D., Isacks, B.L., Sandvol, E.,
Heit, B., Yuan, X., Coira, B.L., 2014. Central Andean mantle and crustal
seismicity beneath the Southern Puna plateau and the northern margin of
the Chilean-Pampean flat slab. Tectonics 33.
http://dx.doi.org/10.1002/2013TC003393. Periodo 2007-2009. № de MF:17
Dias, F.L., 2016. Focal Mechanisms and the Intraplate Stress Pattern in
Brazil. Ph.D. thesis (in Portuguese). University of São Paulo, Dept. of
Geophysics, 158 pp. Periodo 1999-2015. № de mecanismos focales/CMT: 7.
4. Data
GS: Guayana Shield;
AmB: Amazonas Basin;
CBS: Central Brazil Shield;
PnB: Paranaiba Basin;
PcB: Parecis Basin;
SFC: San Francisco Craton;
TP: Tocantins foldbelt;
Pt: Pantanal Basin:
PrB: Parana Basin;
ChB: Chaco Basin;
AB: north Andean Block.
Las barras de colores
indican la dirección de
SHmax tomado de MF.
5. Control de calidad
Los MF y CMT fueron calificados de acuerdo con los criterios dados por los
organizadores del World Stress Map (WSM). Según estos la calidad depende
de la confiabilidad en la determinación de la dirección de SHmax a partir de
la solución de MF; como esa dirección puede ser cualquiera dentro del
cuadrantes de extensiones, entonces la mejor calidad que se le puede asignar
a un MF (o CMT) es C.
C1: el mecanismo focal esta bien determinado por dos conjuntos de datos
independientes. Pueden ser un MF basado en la polaridad de ondas P y un
ajuste a ondas de periodo largo (CMT);
C2: el mecanismo focal esta determinado por un solo conjunto de datos, pero
se ha definido el plano de falla por algún otro medio;
D: el mecanismo focal tienen un error de solución superior a 20°.
6. Tensores de esfuerzos / Inversión
•Algoritmo de Michael
(1984)
•Inversion usando MF hasta
1999;
•no se incluyen MF con
calidad D.
Zevallos, I., 2001. Esforços Na Placa
Continental Sul-americana. M.Sc.
Dissertation. IAG, University of Sao Paulo,
p. 69.
6. Tensores de esfuerzos / Esfuerzos Tectónicos
Assumpçao , Dias,
Zevallos, Naliboff , 2016.
Journal of South
American Earth
Sciences, V. 71, 278-295.
8. Fuentes de esfuerzos / Efecto topográfico
También conocido como efecto gravitacional; se debe a las variaciones
laterales de densidad en la litosfera terrestre.
8. Fuentes de esfuerzos / Ridge push
Quantitative Plate Tectonics
Physics of the Earth - Plate Kinematics – Geodynamics
Authors: Schettino, Antonio
9. Modelos de
placa litosferica
Modelo de
placa
sintetizando
el efecto
gravitacional
del macizo
andino. Meijer, P.T., 1995. Dynamics of
Active Continental Margins: the
Andes and the Aegean Regions. PhD
Thesis. Utrecht University, The
Netherlands.
9. Modelos de placa litosferica
Naliboff, J.B., Lithgow-
Bertelonni, C., Ruff,
L.J., Koker, N., 2012.
The effects of
lithospheric
thickness and density
structure on Earths
stress field. Geophys. J.
Int. 188, 1e17.
http://dx.doi.org/10.1111/
j.1365246X.2011.05248.x
.
10. Conclusiones
1. El esfuerzo horizontal predominante en toda la placa es del tipo
compresional; con excepciones puntuales en las regiones andinas
de mayor altitud.
2. Lejos de las costas, los esfuerzos horizontales máximos presentan
direcciones bastante uniformes, en las que se identifican dos
dominios principales: a) entre la región sub-Andina y el SE de
Brasil predomina la dirección E-W; b) entre el cratón Amazónico y
el escudo de la Guayana se presenta n en la dirección SE-NW.
3. A lo largo de las costas del Atlántico los esfuerzos tienen una
rotación respecto de la dirección determinada en las regiones
centrales de la placa; rotación provocada por la flexión de la placa
debida a la carga de las cuencas sedimentarias en el zócalo
continental.
Bibliografia Assumpçao, M., 1992. The regional intraplate stress field in South America. J. Geophys. Res. 97,
11.889e11.903.
Assumpçao, M., 1998a. Seismicity and stresses in the Brazilian passive margin. Bull. Seism. Soc.
Am. 88 (1), 160-169.
Assumpçao , Dias, Zevallos, Naliboff , 2016. Journal of South American Earth Sciences, V. 71, 278-
295.
Dias, F.L., 2016. Focal Mechanisms and the Intraplate Stress Pattern in Brazil. Ph.D. thesis (in
Portuguese). University of Sao Paulo, Dept. of Geophysics, 158 pp.
McKenzie, D.P., 1969. The relationship between fault plane solutions for earthquakes
and the directions of the principal stresses. Bull. Seism. Soc. Am. 59,
591e601.
Meijer, P.T., 1995. Dynamics of Active Continental Margins: the Andes and the
Aegean Regions. PhD Thesis. Utrecht University, The Netherlands.
Meijer, P.T., Govers, R., Wortel, M.J.R., 1997. Forces controlling the present-day state
of stress in the Andes. Earth Planet. Sci. Let. 148, 157e170.
Naliboff, J.B., Lithgow-Bertelonni, C., Ruff, L.J., Koker, N., 2012. The effects of lithospheric
thickness and density structure on Earths stress field. Geophys. J. Int.
188, 1e17. http://dx.doi.org/10.1111/j.1365-246X.2011.05248.x.
Zevallos, I., 2001. Esforços Na Placa Continental Sul-americana. M.Sc. Dissertation. IAG,
University of Sao Paulo, p. 69.