Tesis Doctorals - Departament - Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica

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Estadístiques

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Mostrant 1 - 20 de 34

Determinación por métodos indirectos del área de impacto de una central térmica de carbón
(Universitat de Barcelona, 1996-12-20) Llorens Benito, José F.; Fernández Turiel, José Luis; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] La producción energética en las centrales térmicas de carbón implica una transferencia compleja de productos potencialmente contaminantes al medio circundante. Las dos vías básicas que tratan de minimizar el impacto de esta actividad industrial son: 1. Actuar sobre el sistema de la central, de forma que se reduzcan las emisiones potencialmente contaminantes; la optimización de los parámetros de tales procesos tiene limitaciones de índole tecnológica y económica, dado lo cual y una vez alcanzado el diseño óptimo, el único recurso es 2. Instalar un sistema que sea capaz de dispersar lo más posible las emisiones de los productos potencialmente contaminantes, minimizando los efectos de estas emisiones sobre el entorno; ello se logra a través de la localización geográfica de la chimenea y del diseño de la misma, siendo un parámetro determinante su altura. Asumiendo que se ha realizado un diseño óptimo del sistema de la central, resulta que la definición del área geográfica afectada por las emisiones de la central dependerá de unas condiciones climáticas complejas y variables. El área geográfica de impacto potencial del penacho de la chimenea se puede estudiar a través de modelos de dispersión atmosférica. Estos tienen en cuenta tanto los parámetros directamente relacionados con la central, como aquellos relacionados con el clima y el relieve. La validación y corroboración de tales modelos se realiza a través de métodos directos, como la instalación de redes de control fijas que pueden ser más o menos complejas, o con dispositivos móviles (como por ejemplo el sistema COSPEC), capaces de determinar en tiempo real la situación del penacho de la chimenea. Los métodos directos son complejos y de elevado coste económico, considerando las largas series de datos necesarios para obtener información estadísticamente significativa. También por la imposibilidad económica de instalar un número geográficamente adecuado de estaciones de control que abarque la totalidad del territorio potencialmente afectado y que contemple los posibles efectos de la orografía. El objetivo del presente trabajo ha consistido en probar vías alternativas para la localización del área geográfica donde impactan principalmente las emisiones a través de métodos indirectos que detecten efectos a largo plazo de la actividad de la central térmica. Estos métodos son menos complejos y de menor coste económico que los anteriores. Los métodos indirectos que han sido analizados son: 1. La geoquímica de suelos. Se estudian las modificaciones que la actividad de la central térmica puede haber introducido en el ciclo geoquímico de los elementos trazas de los suelos de la región. Ello implica llegar a conocer los aportes de elementos trazas al medio. Para ello se ha realizado un balance de masas del sistema de la central térmica, con el objeto de determinar la distribución de los elementos trazas en los subproductos de la combustión y de cuantificar el orden de magnitud de la transferencia a la atmósfera de estos elementos. Una vez conocidos los aportes potenciales al medio, se aborda el estudio de la geoquímica de suelos propiamente dicho y se trata de separar la componente litológica de la antropogénica. 2. El estudio de los índices de vegetación y su evolución temporal mediante el análisis multitemporal de imágenes de teledetección obtenidas desde satélites de observación de la Tierra. Debido a la sensibilidad de la vegetación a las modificaciones producidas en el medio ambiente, estudiando su actividad fotosintética a través de los índices de vegetación proporcionados por la teledetección se puede llegar a conocer el área donde esta actividad fotosintética se ve reducida como consecuencia de la actividad de la central térmica. Del estudio multitemporal se puede obtener la evolución de la zona afectada por las emisiones de la central. Se ha seleccionado una zona con una central térmica de gran potencia y con una mínima actividad antropogénica, en general, e industrial, en particular, de forma que los efectos de la central térmica se vieran obliterados mínimamente por otras actividades. La central térmica española que reúne mejores condiciones en estos sentidos es la Central Térmica Teruel, cuyo entorno además muestra, por razones geológicas, bajos fondos geoquímicos en un gran número de elementos trazas. Además, el concurso de metodologías de diferente índole como es el caso de la geoquímica de elementos trazas en suelos y la teledetección, ha supuesto la aplicación en paralelo de técnicas integradoras de la información básica y de la complementaria en un mismo soporte geográfico que permita establecer relaciones entre las diferentes capas de información.
La asociación plutónica tardi-herciniana del macizo del Montnegre, Catalánides septentrionales (Barcelona)
(Universitat de Barcelona, 1985) Enrique, P. (Pere); Vaquer Navarro, Ramón; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Una parte muy importante de la superficie ocupada por los materiales paleozoicos del NE de la Península Ibérica se halla representada por extensos afloramientos de rocas plutónicas ácidas, que aparecen en los mapas geológicos como grandes manchas coloreadas uniformes contra las que mueren todas las estructuras de las rocas metamórficas hercinianas, cuando entran en contacto con ellas. Si consideramos la poca información de que disponemos sobre ellas hasta el momento podríamos concluir que debe tratarse de rocas poco problemáticas, a juzgar por el escaso interés que parecen haber despertado entre los geólogos. No obstante plantean toda una serie de problemas elementales que necesariamente siguen quedando sin respuesta por el momento. ¿Donde está la continuación de las estructuras de los sedimentos interrumpidas bruscamente por los granitoides?. Si se hallan "al otro lado" del cuerpo intrusivo resulta evidente que tienen que haber sufrido desplazamientos impresionantes, un tanto increíbles si consideramos que por encima del techo del plutón las estructuras deben de haber permanecido en continuidad. ¿Qué hay debajo de los granitoides? Acaso hay rocas metamórficas precámbricas ¿o llegan hasta el Manto Terrestre?. Todas estas preguntas, que podrían haberse hecho los geólogos de hace más de un siglo, por lo menos aquí,siguen sin una respuesta clara. Quizás un primer paso para resolverlas sea el intentar conocer un poco más detenidamente cuáles son sus características en cada punto de sus afloramientos; ver si realmente son tan homogéneas como presentan los mapas actuales, y si no lo son, establecer lo más claramente posible en qué estriban sus diferencias, qué distribución tienen y qué ámbitos ocupan, y finalmente, qué similitudes podemos encontrar en otras áreas geográficas más claramente expuestas, o en última instancia, mejor conocidas. La intención de contribuir modestamente a aumentar los escasos conocimientos sobre estas rocas, a la vez tan simples, tan desconocidas y tan fascinantes, es lo que me ha decidido a escogerlas como tema de la Tesis doctoral, con la esperanza de que puedan constituir una pieza más a encajar con los trabajos paralelos realizados sobre la problemática Cordillera Herciniana. Todo ello en la plena consciencia de que no se trata de un trabajo definitivo sino de una base que deberá ser desarrollada en el futuro. Los objetivos fundamentales de este estudio han sido los siguientes: 1) La investigación de las propiedades petrográficas de las rocas plutónicas y filonianas y su representación cartográfica detallada a las escalas 1:25.000 y 1:10.000. 2) El estudio de sus características geoquímicas más prominentes y su comparación con las de rocas similares en un contexto geológico mejor conocido. Y 3) La elaboración de una hipótesis de trabajo, basada en las observaciones y conclusiones anteriores, respecto a su génesis y emplazamiento.
Materiales pétreos de construcción y morteros sintéticos. Evaluación del comportamiento de estos materiales frente a los productos de consolidación e hidrofugación
(Universitat de Barcelona, 2007-09-17) Navarro Ezquerra, Antonia; Gimeno Torrente, Domingo; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Se ha estudiado seis tipos de rocas naturales, 4 areniscas y 2 calizas, y un mortero de reposición, parrot's mix 4, bajo el punto de vista petrológico, petrofísico y alterológico. Se han tratado con productos de carácter consolidante e hidrofugante y se ha determinado cual de ellos es el mas idóneo para cada tipo de roca.
Volcanoestratigrafía, geoquímica y peligro volcánico del volcán Lonquimay (38º30'S), Andes del Sur (Chile)
(Universitat de Barcelona, 2010) Polanco Valenzuela, Edmundo; Gimeno Torrente, Domingo; Fernández Turiel, José Luis; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] El volcán Lonquimay está conformado por el estratovolcán y varios conos monogenéticos que se localizan en la parte central de la Zona Volcánica Sur de los Andes, uno de los segmentos volcánicos más activos desde el punto de vista de la recurrencia y magnitud de sus erupciones. Este centro eruptivo se ha construido esencialmente durante el Holoceno cuya evolución ha estado controlada por la tectónica regional como indican la forma elongada del edificio volcánico y la alineación de los conos monogenéticos, ambas de orientación NE-SW (N70º y N64º ± 5º E, respectivamente). El análisis estructural señala que corresponden a estructuras extensionales que controlan el ascenso del magma y la distribución de los centros volcánicos, asociadas a la parte norte de la Zona Falla Liquiñe-Ofqui, una estructura de más de 1000 km originada por la convergencia oblicua de las placas de Nazca y Sudamericana. La volcanoestratigrafía de este centro eruptivo se dividió dos partes, por un lado la del estratovolcán y, por otro, la de los conos monogenéticos. La geología del estratovolcán está conformada por 4 etapas (I a IV), mientras que los conos monogenéticos constituyen dos subunidades: Conos Monogenéticos Holocenos del Este (CMHE) y Conos Monogenéticos Holocenos del Oeste (CMHW). Los CMHE se han divido en 4 etapas (etapas I a III y el Cono Navidad), donde las dos últimas unidades corresponden a erupciones históricas. En particular, se obtuvo una edad de 200 años AP para un cono monogenético y su colada de lava asociada de los inicios de la Etapa III, permitiendo asignarla al siglo XVIII y no al ciclo eruptivo de 1887-90. Mientras que los CMHW están conformado por los conos Lolco, La Holandesa y Laguna Verde, todos ellos pertenecientes al Holoceno. Las lavas del volcán Lonquimay se caracterizan por una asociación mineral común, constituida por plagioclasa (principalmente labradorita y andesina), olivino (Fo44-71), clinopiroxeno (dominantemente pigeonita, augita y clinoenstatita) y óxidos de Fe-Ti (predominan las composiciones cercanas a la de la magnetita). Asimismo, geoquímicamente corresponde a una serie calco-alcalina típica de márgenes convergentes constituida principalmente por andesitas basálticas y andesitas de contenido medio de potasio. Las lavas del estratovolcán (etapas I a IV) son principalmente andesitas basálticas (51-60% en peso de SiO2; 0,5-1,1% de K2O), mientras que las rocas pertenecientes a los CMHE están dominantemente constituidas por andesitas basálticas y andesitas (50-64% en peso de SiO2; 0,4-1,5% de K2O). Por su parte, los CMHW corresponden exclusivamente a andesitas basálticas (53-55% en peso de sílice; 0,5-0,8% de K2O). Las texturas de desequilibrio reconocidas ampliamente en las rocas del volcán Lonquimay indican una dinámica permanente donde se podrían ocurrir distintos procesos petrogenéticos a niveles corticales (convección y fraccionamiento mineral al interior de la cámara magmática y mezcla de magmas), como indican, por ejemplo, las texturas de cedazo y de zonación oscilatoria en plagioclasa. Piroclastos híbridos (“migling”) tamaño bombas forman parte de la secuencia piroclástica de este centro eruptivo, indicativo de mezcla de magma lo que es consistente con el reconocimiento de enclaves máficos y la coexistencia de vidrios de distinta composición que se ha analizado en algunas de las rocas del volcán Lonquimay. No obstante, los resultados de óxidos mayoritarios, elementos trazas, tierras raras e isótopos radiogénicos (Sr, Nd y Pb) son consistentes con la cristalización fraccionada en un sistema cerrado como proceso dominante. Las razones isotópicas de 87Sr/86Sr (0,703904-0,704018) indican una escasa contaminación de los sedimentos continentales incorporados por la Placa de Nazca (2%) comparables a otros resultados en este segmento volcánicos de los Andes, mientras que las razones de 207Pb/204Pb (15,5928-15,6159) y 206Pb/204Pb (18,5913-18,6170) señalan contaminación a niveles corticales profundos (corteza continental inferior). No obstante, el conjunto de razones de Sr y Pb contra 143Nd/144Nd (0,512832-0,512902) son consistentes con una fuente mantélica y, por lo tanto, la fuente de las rocas del volcán Lonquimay corresponden a una mezcla de fluidos provenientes de la fusión de la placa oceánica de Nazca (lherzolita) a profundidades del orden de 100-120 km con sedimentos continentales y fluidos de la cuña astenosférica como señalan también el patrón de los elementos trazas incompatibles. Estimaciones de las condiciones de temperatura y presión a partir de clinopiroxenos en equilibrio con el líquido silicatado ha permitido proponer un modelo con pequeñas cámaras magmáticas interconectadas que se encuentran a distinta profundidad. La primera en la interfase manto-corteza inferior, otra cercana a la interfase corteza superior e inferior y las otras dos zonas de acumulación a niveles someros de unos 10 y 3,5 km de profundidad. Por su parte, la relativa alta tasa eruptiva estimada (0,57 km3 por siglo) y el fuerte control de estructuras NE-SW extensionales del estratovolcán y los conos monogenéticos son consistente con el volcanismo poco evolucionado dominante. Finalmente, una futura erupción de este centro eruptivo tiene una alta probabilidad que ocurra a lo largo de la alineación NE-SW dando origen a un nuevo cono y la emisión de cenizas con alto contenido de flúor que será dispersada hacia el este y SE de su fuente.
Caracterización de formas y procesos de alteración, observadas en piedra de construcción de edad miocénica del área monumental romana de Tarragona
(Universitat de Barcelona, 1995-10-05) Prada Pérez, José Luis; Gomà i Ginestà, Ferran; Valenciano Horta, Antonio; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Los materiales que presentan un mayor grado de alteración en los monumentos romanos de Tarragona y que componen la mayor parte de la obra de sillería están constituidos por rocas que proceden de un conjunto de canteras práximas a la antigua ciudad romana. El estudio estratigráfico permite definir dos tipos de facies: facies calacarenita y facies calcidolosiltita. Esta última presenta diversos grados de dolomitización del 20 al 90% con dos tipos de fábricas: una idiotípica zonada y una hipidiotípica de dolmicroesparita. Mineralógicamente se trata de dolomitas cálcicas deficitarias en magnesio. Además de la caracterización petrológica y estratigráfica de materiales de cantera, se ha realizado una caracterizacián petrofisica de alterabilidad y de comportamiento mecánico. Los resultados de los ensayos de laboratorio y de los "mapping" de las formas de alteración realizados en los monumentos indican que la litología más alterable corresponde a la roca procedente de las "Coves del Llorito" con un importante porcentaje de la fabrica idiotípica. Se observa que paralelamente a los procesos de retroceso superficial se produce la formación de una porosidad móldica intracristalina, por disolución preferente de los núcleos deficitarios en magnesio, termodinámicamente inestables, de la fábrica idiotípica
El Malm i el Cretaci inferior entre el Massís de Garraf i la Serra d'Espadà : anàlisi de conca
(Universitat de Barcelona, 1987-07-06) Salas, Ramon (Salas Roig); Ortí Cabo, Federico; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[cat]
Estudio geológico y metalogenético de los materiales de la cuenca paleozoica de la región del Sarrabus
(Universitat de Barcelona, 1989-07-05) Gimeno Torrente, Domingo; Viladevall Solé, Manuel; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Este trabajo de tesis forma parte de una colaboración de carácter internacional entre el Departamento de Geoquímica, Petrologia y Prospección Geológica de la Universidad de Barcelona y el lstituto di Giacimenti Minerari (IGM) della Facoltà di Ingegneria dell ‘Università di Cagliari, Italia. Hasta el momento en que se decidió emprender emprender este trabajo (finales de 1982), una de las principales líneas de investigación consistía en la prospección, estudio y valoración de los recursos metálicos de Cataluña, gracias a una extensa campaña de exploración geoquímica y mineralógica que perseguía aportar criterios geológicos y yacimentológicos válidos para su interpretación. Por su parte nuestros colegas italianos del IGM acababan de concluir un extenso estudio sobre las posibilidades mineras del centro de Cerdeña y estaban interesados en proseguir dichos estudios en el SE de la isla. Por todo ello se decidió escoger la región del Sarrabus como sector piloto en el que concentrar la mayor parte de la investigación de la tesis. La mayor parte del trabajo de tesis se ha desarrollado en la región del Sarrabus. En esta zona se han cartografiado unos 325 Km2 de materiales de la cuenca paleozoica a escala 1:10.000, se han desarrollado los estudios sedimentológicos, petrológicos y de paleovulcanismo, se ha reconstruido la cuenca sedimentaria existente durante el Ordovícico Superior, el Silúrico y el_ Devónico, se han estudiado en detalle las diferentes mineralizaciones y se han elaborado los diferentes modelos de yacimientos. La tesis se inicia con una primera parte que contiene apartados referidos a las principales litologías estudiadas en detalle desde un punto de vista sedimentológico, petrológico y petrográfico. Se describe y comenta la geología del Sarrabus empleando una subdivisión en cinco zonas, se procede a la integración de los datos, se analizan algunos de los cortes geológicos más significativos y se procede a extraer las conclusiones generales obtenidas en la reconstrucción de la cuenca a la luz de la cartografía geológica realizada. A continuación, en la segunda parte, se efectúa una recopilación de la información disponible, con un interés especial por las mineralizaciones de los modelos geológicos previamente establecidos en el Sarrabus. La tercera parte analiza la mayor cantidad de datos posibles, reinterpretando algunos sectores ya conocidos y proponiendo criterios para realización de nuevos trabajos en los mismos. A la hora de redactar esta memoria, se ha perseguido que cada capítulo tuviera entidad propia por sí mismo, de manera que pueda consultarse de manera independiente de los demás, según las necesidades o los intereses del lector.
Evolución sedimentaria y estructural del Eoceno superior, Cordillera oriental de Colombia, Sur América
(Universitat de Barcelona, 2016-01-14) Díaz Poveda, Leonardo; Salas, Ramon (Salas Roig); Porta i Vernet, Jaume de, 1929-; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Colombia se encuentra situada en la esquina NW de Sur América, este sector de gran complejidad tectónica es un margen destructivo por convergencia de placas. Convergen las placas de Suramérica, de afinidad continental, y las placas Pacifica y Caribe, de afinidad oceánica. La complejidad está en que la placa Pacifica subduce a la placa de Suramérica en el sector sur de Colombia y en la parte media colisiona oblicuamente. La placa Caribe colisiona también oblicuamente, generando un régimen transpresivo y en la parte norte colisiona con la placa Suramericana a lo largo de una zona de fallas transformantes dextrales. Las unidades del Eoceno superior en Colombia son el producto de la interacción de las placas tectónicas, las cuales controlaron las condiciones de formación y depositación en las subcuencas. Primero, con base en el levantamiento de columnas estratigráficas de esta secesión, se establecieron secciones de control de las unidades litoestratigráficas, definidas inicialmente por Porta (1974). Se realizó también una división en secuencias deposicionales de tipo Trangresivo –Regresivo T-R que se aplicó al registro sedimentario del Jurásico superior – Holoceno con el fin de poder tener una idea del armazón general de la cuenca. Se determinaron seis secuencias de tercer orden para el mesozoico y cinco de segundo orden para el terciario. La sucesión de interés, Eoceno superior, corresponde a una secuencia deposicional que fosilizaba la superficie de primer orden constituida por la discordancia del Eoceno inferior. Esta secuencia se depositó en tres subcuencas alargadas con dirección del eje NE, a partir de la topografía generada por la inversión de la cuenca mesozoica, lo cual dio lugar a una geometría de subcuencas tipo valles de incisión paralelos entre sí. Los resultados de los estudios de paleocorrientes soportan este resultado y el de un basculamiento hacia el NE con una paleopendiente promedio de 0,006° característica de este tipo de cuencas. Los movimientos verticales datados con huellas de fisión significan el inicio de la etapa contractiva en el Masstrichtiense seguido del clímax de deformación contractiva en el Eoceno inferior, generando los umbrales que separaron las tres subcuencas del Eoceno superior. Las nueve curvas de subsidencia total corregida con la paleobatimetría y la erosión, nos muestran muy bien la evolución de la acomodación sedimentaria durante la etapa Jurásico superior-actual, así mismo reflejan el efecto de carga por apilamiento estructural y flexión en las cuencas de antepaís de los llanos y Valle del Magdalena lo cual se inició alrededor de los 40 Ma (Eoceno superior). La evolución de la cuenca se realizó en cuatro etapas: 1). Extensión paleozoica (Paleozoico Superior), 2). Inversión triásica, 3). Extensión mesozoica. (Jurásico Superior – Cretácico), y 4) Inversión paleógena (Paleoceno superior – Holoceno). Durante esta etapa de inversión la cuenca Jurásico superior – Cretácica sufrió un acortamiento hasta del 55% que equivale a 250 km para llegar al estado deformado actual. La nueva configuración paleogeográfíca generada por contracción compartimentalizó la cuenca cretácica generando las tres subcuencas terciarias. Estas subcuencas desarrollaron sistemas predominantemente fluviales de ríos anastomosados que corrían hacia el N. Los sistemas de abanicos aluviales quedaban junto a las fracturas activas y en la parte cercana a los umbrales más levantados que actuaron de potente área fuente. De las subcuencas del Valle Medio del Magdalena y de la Cordillera Oriental. En determinados momentos las partes septentrionales registran la entrada de facies transicionales de estuario, en los sectores más distales de los sistemas fluviales. Los materiales del Eoceno superior estudiados constituyen el mejor reservorio de todos los sistemas petrolíferos de Colombia. Por esta razón, la caracterización de la roca almacén y su localización y predicción de distribución, es esencial para la exploración y producción de campos existentes y la predicción de nuevos prospectos. A partir del nuevo modelo obtenido para el Eoceno superior, se abren toda una serie de grandes posibilidades para desarrollar nuevos play concepts de estudios exploratorios de hidrocarburos.
Facies y secuencias deposicionales mixtas carbonático-siliciclásticas del mioceno inferior de la cuenca de Falcón (Noroeste de Venezuela) como modelo exploratorio en el Caribe
(Universitat de Barcelona, 2016-01-29) Albert Villanueva, Eduard; Salas, Ramon (Salas Roig); Bover-Arnal, Telm; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Las sucesiones sedimentarias mixtas carbonático-siliciclásticas del Mioceno Inferior que afloran en los márgenes norte y sur de la Cuenca de Falcón (noroeste de Venezuela) se analizaron mediante un enfoque multidisciplinario y multiescala. El análisis de cuenca presentado en esta tesis proporciona nuevos resultados e interpretaciones que se han sintetizado en un mapa geológico, un mapa paleogeográfico, paneles de correlación secuencial y cronoestratigráfica, y en modelos deposicionales y arquitectónicos de los sistemas mixtos carbonatico-siliciclásticos investigados. La evolución de la acomodación en la cuenca durante el Oligoceno-Mioceno, y datos de isotopía estable (C y O) también han sido evaluados. Por último, los resultados se comparan con el reservorio carbonático de gas Oligo-Mioceno de Perla (Golfo de Venezuela) para establecer analogías y diferencias entre las plataformas carbonatadas de antecosta y terrestres. Los resultados presentados en esta tesis indican que, en la Cuenca de Falcón, el Oligoceno se caracterizó por una sedimentación siliciclástica en ambientes que variaban de continentales a marinos profundos en una cuenca de rift con orientación este-oeste. Los bancos carbonatados se desarrollaron durante el Mioceno Inferior en la parte superior de bloques de falla basculados en los márgenes norte y sur de la cuenca (formaciones San Luis y Churuguara, respectivamente), mientras que en contextos de fosas y surcos, la sedimentación fue hemipelágica y pelágica. Las calizas de las formaciones San Luis y Churuguara aparecen interdigitizadas y alternadas con sistemas siliciclásticos. Los principales componentes esqueléticos que constituyen los carbonatos de rampa investigados corresponden a algas rojas, que frecuentemente forman rodolitos, macroforaminíferos, corales y equínidos. La producción de carbonato se produjo principalmente en la zona meso-oligofótica de rampas distalmente acentuadas. La subsidencia synrift fue el mecanismo más importante en la creación de acomodación pero no se sobreimpuso totalmente a la señal eustática. Seis secuencias transgresivo-regresivas de tercer orden que abarcan el intérvalo Aquitaniense-Burdigaliense fueron reconocidas en los márgenes norte y sur de la cuenca. Estas secuencias se incluyen dentro de un evento transgresivo de rango superior. Los ciclos de alta frecuencia y baja amplitud del nivel del mar relativo dieron lugar a diez tipos distintos de parasecuencias. Al igual que en el caso de los sistemas mixtos carbonático-siliciclásticos de San Luis y Churuguara, el reservorio carbonático de Perla (antecosta de Venezuela) presenta un perfil deposicional de rampa distalmente acentuada, se formó durante en contexto transgresivo y está constituido principalmente por carbonatos de rampa media ricos en algas rojas y macroforaminíferos. Sin embargo, la extensión espacial, el grosor y la arquitectura del reservorio de Perla no son comparables con los de los ejemplos estudiados aquí debido a las diferentes configuraciones geotectónicas y topografías antecedentes. Por otra parte, el paso de la rampa inferior a cuenca en San Luis es por escarpamiento, con la presencia de olistostromas en posición de cuenca, mientras que en Churuguara y Perla esta transición parece ser más gradual con carbonatos de rampa inferior que pasan a depósitos de lutitas de cuenca. La sedimentación de carbonatos en Perla y San Luis se produjo ininterrumpidamente a lo largo de la mayor parte del Mioceno Inferior, mientras que la sucesión de Churuguara exhibe un banco carbonático inferior de edad Aquitaniense y un banco superior de edad Burdigaliense separados por un intérvalo lutítico. El depósito de Perla muestra un patrón general de apilamiento retrogradante. En contraste, los carbonatos de Churuguara y San Luis se apilan en un patrón agradante. Por todo esto, los carbonatos de San Luis y Churuguara no se consideran como análogos adecuados para el depósito Perla, y esto pone de manifiesto que cada sistema deposicional y, por tanto, cada reservorio de hidrocarburo, tiene sus propias singularidades, y es físicamente único.
Identificació dels processos biogeoquímics que es donen en la zona de la font per al disseny d’estratègies de remediació en aqüífers contaminats per cloroetens
(Universitat de Barcelona, 2015-07-21) Herrero Ferran, Jofre; Carmona Pérez, José Ma. (José María); Puigserver Cuerda, Diana
[cat] El present treball de Tesi doctoral es centra en l'estudi d'episodis de contaminació afectats principalment per cloroetens, solvents organoclorats que formen un dels grups de DNAPL (dense non-aqueous phase liquids) quantitativament més importants. La baixa solubilitat dels DNAPL i la seva elevada persistència en les matrius ambientals, expliquen que en el nostre país, gran nombre d'episodis de contaminació tinguin el seu origen en èpoques passades, en què la falta d'una conscienciació ambiental i la inexistència d'una legislació apropiada varen possibilitar una mala praxis en la gestió d'aquests compostos. Alhora, les seves característiques intrínseques expliquen la llarga vida de les fonts i plomalls de contaminació associats que afecten tant els aqüífers com els sòls. La present Tesi Doctoral té com a principals objectius la caracterització dels processos biogeoquímics i les comunitats microbianes en la zona de la font que succeeixen en un context de ventalls al•uvials. A més, es caracteritzen les zones d'especial activitat microbiana, en especial els ecotons, i l'extensió dels processos biogeoquímics al llarg del plomall. Un altre dels objectius és la integració qualitativa i quantitativa dels elements que defineixen les diferents heterogeneïtats, amb la finalitat de comprendre la complexitat del medi, així com analitzar la viabilitat de l'aplicació d'estratègies de remediació integrals que permetin la descontaminació de la zona de la font. Els estudis portats a terme a nivell de camp per a la caracterització de les heterogeneïtats geològiques, geoquímiques i microbiològiques de la zona de la font de contaminació s'han fonamentat en la realització de sondatges d'investigació amb recuperació de testimoni continu. L'anàlisi integrada de les heterogeneïtats geològiques, hidrogeològiques, biogeoquímiques i microbiològiques dels materials del subsòl ha permès determinar com aquestes heterogeneïtats controlen la distribució dels cloroetens, els processos de transferència de massa i els processos de degradació, alhora que condicionen també la diversitat, el grau de desenvolupament i l'estructura de les comunitats microbianes. La caracterització dels processos de deshalogenació s'ha estudiat tant en la matriu sediment com en la matriu aigua, a partir de quatre aproximacions diferents: 1) la quantificació del percloroetilè (PCE) i els seus metabòlits; 2) la determinació de la composició isotòpica del PCE a partir de l'anàlisi isotòpica de compostos específics (Compound Specific Isotope Analysis, CSIA) tant en l'aigua intersticial com en l'aigua de l'aqüífer; 3) la identificació de processos d'acceptadors finals d'electrons (com ara desnitrificació, reducció del Mn i del Fe i sulfato-reducció); i 4) l'anàlisi de les comunitats microbianes. S’han estudiat quatre estratègies de remediació diferents en experiments de microcosmos en condicions anòxiques: l’atenuació natural, la bioestimulació amb àcid làctic, la reducció química in situ (ISCR) amb ferro zero valent (ZVI) i una combinació de les dues darreres estratègies. A més, s’ha determinat l’evolució dels processos biogeoquímics i de les comunitats microbianes per aquestes quatre estratègies en els sediments de la part superior de l’aqüífer (caracteritzada per una elevada conductivitat hidràulica i una heterogeneïtat baixa) i de la zona inferior de l’aqüífer. Aquesta zona inferior de l’aqüífer es caracteritza com a zona de transició, amb una baixa conductivitat hidràulica i una elevada heterogeneïtat. L’anàlisi integrada dels resultats obtinguts a partir de l’ús de tècniques de camp i laboratori ha permès descriure les comunitats microbianes i els processos biogeoquímics que inhibeixen o estimulen la deshalogenació del PCE i els seus metabòlits en la zona de la font de contaminació.
Contaminación por Arsénico en Acuíferos de Catalunya (España)
(Universitat de Barcelona, 2015-01-16) Ventura Houle, René; Font Cisteró, Xavier; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] El arsénico (As) es una de las 10 sustancias químicas que la Organización Mundial de la Salud (OMS) considera más preocupantes para la salud pública y además es uno de los elementos más tóxicos que pueden ser encontrados en el medio ambiente, es carcinogénico, genera alteraciones en el sistema digestivo e inmunológico, entre otras afecciones. Debido a los procesos naturales de interacción en la geoquímica de las aguas subterráneas, estas son proclives a presentar concentraciones de As de forma natural, siendo una de las causas más comunes y que generan más problemas de gestión, aun por encima de los episodios de contaminación antropogénica. En una revisión previa de datos de calidad del agua en las masas de agua de Cataluña, se identificó que existían acuíferos con concentraciones de As fuera de norma, los cuales carecían de estudios profundos de investigación. De dicho análisis se eligieron cuatro emplazamientos: Acuífero del Delta Llobregat; municipios de Gavá y Viladecans, Acuífero del Baix Ter: municipio de Fontanilles Acuífero de la cuenca alta del Ter (Vall de Ribes): municipios de Ribes de Fresser En dichos sitios se llevaron a cabo trabajos de prospección hidrogeoquìmica con el objetivo de caracterizar las implicaciones ambientales de la contaminación por As. Los resultados obtenidos demuestran 3 episodios donde el As superaba los límites de concentración impuestos por la OMS para consumo humano de 10 µgL-1, donde el origen del As dependía de 3 factores: El sustrato del acuífero, el estado de oxidación-reducción y el flujo de agua en el acuífero. Las muestras de agua analizadas demostraron que minerales de óxidos y oxidroxidos de As se disolvían en la zona saturada y que el origen de estos podían ser tanto de origen natural (en el emplazamiento del Baix Ter), de origen antropogénico (en el Delta de Llobregat) y una combinación de ambos procesos (en el Alt Ter). La alteración en los flujos de agua del acuífero, causado por la sequía en Cataluña en los años de 2007 y 2008, arrojaron evidencia de la influencia de este fenómeno climático no solo en el caso particular del As, si no de la eoquímica en general de los acuíferos. Efectos de concentración por reducción de volumen, en el caso del acuífero del Baix Ter y el fenómeno de lavado piezométrico en el Delta de Llobregat, generaron que las concentraciones de As se elevaran como causa de dicho fenómeno climático. Pese a las evidencias recabadas, el As no compromete grandes masas de agua en Cataluña, dichos episodios presentan una incidencia puntual y no hay población afectada. Sin embargo es importante mantener un control sobre los sitios que presentaron concentraciones de As, ya que los efectos de los periodos de sequía y las fluctuaciones en los niveles piezométricos, pueden influir tanto en la dispersión, como en la concentraciones de As.
Els aqüífers càrstics dels Pirineus de Catalunya. Interès estratègic i sostenibilitat
(Universitat de Barcelona, 2014-11-28) Freixes i Perich, Antoni; Mangin, Alain; Casas i Ponsatí, Albert; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[cat] La part primera d’aquest treball, relativa a la teoria i la metodologia, té com a objectiu l'anàlisi de les diferents possibilitats de coneixement del carst i dels seus processos, aprofundint però en la perspectiva hidrogeològica. Així s’analitza l'aportació de l'equip interdisciplinari d'hidrologia subterrània del Laboratori Subterrani de Moulis (França), tractant-se els continguts de les diferents aproximacions: hidrodinàmica, hidrogeotèrmia, hidrogeoquímica i hidrobiològica. Aquesta part primera, encara que no tingui una explícita intenció epistemològica, estableix una base per a una molt necessària i interessant recerca teòrica i epistemològica del carst, és a dir, per a un treball des de la perspectiva de la hidrologia teòrica. La segona part correspon a la recerca experimental realitzada en diferents sistemes hidrogeològics dels Pirineus de Catalunya. Les diferents unitats investigades se situen a la Val d'Aran i altes valls del Llobregat i Segre. Els exemples estudiats, com a conseqüència de la seva diferent situació, presenten característiques físiques i factors definitoris de naturalesa ben distinta. La quantificació del grau de carstificació ha estat un dels objectius bàsics en cadascuna de les unitats experimentals. En les recerques desenvolupades en aquest treball dedicat als aqüífers de l’alta muntanya dels Pirineus, es poden plantejar quatre grans aspectes d’interès: la metodologia, els resultats experimentals i el models conceptuals, les reflexions en el terreny de la hidrologia teòrica i el valor estratègic dels recursos hídrics i la seva gestió des de la sostenibilitat. La metodologia d’enfocament sistèmic es desenvolupa a partir d’una recerca hidrològica, experimental i interdisciplinària. Els resultats indiquen que els sistemes presenten característiques molt contrastades i il·lustren molt bé l’originalitat i diversitat pròpia del medi càrstic. Els exemples estudiats constitueixen una casuística que ha permès analitzar característiques molt diverses en relació amb el funcionament hidrològic i els processos: infiltració ràpida i lenta i la seva importància relativa, infiltració en pèrdues com un tipus particular d’infiltració ràpida, infiltració parcial en una conca i el tipus de complexitat que això introdueix, la influència dels tipus d’infiltració en els processos, el desenvolupament de l’epicarst i l’existència d’aqüífers epicàrstics, les implicacions que té la precipitació sigui en forma de neu o no, el paper del mantell nival segons la seva importància, l’origen i el flux del CO2 en les diferents parts de l’aqüífer, la circulació a la zona saturada en aqüífers de característiques ben diferents, la diversitat de característiques de les zones de descàrrega de cadascun dels sistemes… En un dels exemples –Moixeró– ha estat possible la recerca experimental de la circulació profunda: zona de transició i zona saturada amb punts d’observació al seu interior. També té un considerable interès l’anàlisi de la situació espacial dels processos de carstificació (dissolució) en el sistema càrstic, és a dir, si la carstificació es desenvolupa en el conjunt de sistema (carst superficial, zona no saturada i zona saturada) o bé, de forma més important, en alguna d’aquestes parts del sistema. En aquest sentit, els sistemes aranesos en general, i particularment els de Joeu i Aigüèira, permeten realitzar interessants reflexions. L’anàlisi del funcionament hidrològic en cadascun dels sistemes ha permès inferir-los una estructura característica, és a dir, conèixer i definir un esquema o model conceptual per a cada sistema o aqüífer. En definitiva, el treball realitzat ens introdueix en la diversitat i la complexitat que caracteritza el carst i l’aqüífer càrstic i aquests aspectes tenen, així mateix, un marcat interès des del punt de vista teòric i de la hidrologia teòrica. L’anàlisi de l’estructura tipus dels sistemes (binària o monàdica) i la seva relació o influència en els models hidrogeològics conceptuals que caracteritzen els sistemes; en aquest mateix sentit, la reflexió sobre l’energia i el potencial de carstificació implicats en els processos de carstificació es pot abordar a partir dels conceptes de la termodinàmica dels processos irreversibles (entropia, ordre, desordre, grau d’organització, evolució lluny de l’equilibri…). Els resultats de la hidrologia experimental introdueixen una altra perspectiva, un altre context en el que situar i utilitzar les observacions de terreny (els aspectes geològics, però sobretot els geomorfològics), que adquireixen un altre valor i profunditat. Els recursos i les reserves hídriques subterrànies avaluades en els sistemes estudiats tenen un interès estratègic des de la perspectiva de la hidrologia operativa. A més, en tots els sistemes s’ha realitzat una anàlisi de l’estructura geològica a un nivell inferior de la descàrrega natural amb l’objectiu de conèixer les possibilitats d’existència de reserves profundes. Es proposa un gestió sostenibilista d’aquests sistemes, és a dir, una utilització racional, que exigeix iniciatives de protecció i de coneixement que suposaran la realització d’un programa de cartografies hidrogeològiques (i de vulnerabilitat i de risc), així com un programa de sondeigs de reconeixement i d’experiències amb traçadors.
Exploración de aguas subterráneas en el Arco Seco de Panamá (Sector de Las Tablas) mediante métodos geofísicos
(Universitat de Barcelona, 2010-01-19) Caballero, Alberto; Casas i Ponsatí, Albert; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] La investigación se ha desarrollado en la región de Las Tablas, ubicada en el denominado Arco Seco de la República de Panamá. En esta región, el abastecimiento de agua potable, debido al aumento de la población, se ve afectada por diversos factores tales como la deforestación, contaminación de acuíferos, bajos caudales, etc. La complejidad geológica y la discontinuidad estratigráfica plantean la necesidad de una estrategia de exploración adecuada. Esto se debe a que las rocas cristalinas con diferentes grados de alteración presentan propiedades hidráulicas muy diferentes. Por otro lado, los acuíferos pueden estar limitados las estructuras lineales producidas por procesos de tectónicos. Es por ello que, en este estudio, se aborda el problema mediante el empleo de un concepto exploratorio diferente, integrando procedimientos geofísicos, geológicos, hidroquímicos e isotópicos. Las rocas de la zona están constituidas por secuencias volcano Sedimentarias, cuyo origen se ubica en el Cretácico. En estas se distinguen la formación Playa Venado y las de la formación Valle Riquito, de origen volcánico e intrusivo respectivamente. También se han caracterizado las litologías de la formación Macaracas de origen sedimentario. El análisis hidroquímico de los puntos de aguas seleccionados en el sector NE indica que la mayor parte de las aguas muestreadas no presenta un catión dominante. Estas se encuentran en la región intermedia con una composición cálcico-sódico-potásica con una facies bicarbonatada. Los puntos de agua seleccionados en el sector SW, en el triángulo de los aniones, al igual que en el caso del sector NE, presentan una predominancia de los bicarbonatos. Estos puntos fueron muestreados durante la estación seca. En el caso del triángulo de los cationes, no existe un catión dominante y las muestras corresponden a una mezcla de aguas magnésicas, cálcicas y sódicas-potásicas. Este primer análisis muestra que las aguas subterráneas tienen poca evolución e interacción con la roca encajante en su recorrido. Los puntos muestreados durante la estación lluviosa presentan resultados similares a los obtenidos en la estación seca. También se ha utilizado el análisis de isótopos estables), los datos obtenidos corresponden a las dos estaciones seca (abril 2006) y lluviosa (noviembre-diciembre de 2006). Estos datos indican que la concentración isotópica en las aguas superficiales y subterráneas difiere durante la época seca. Los métodos geofísicos empleados en este estudio, se seleccionaron en función de los objetivos planteados y de los medios técnicos disponibles. La combinación de técnicas de campo natural y a escala regional, como la magnetometría y la gravimetría, con los métodos geoeléctricos de detalle, han aportado información complementaria entre sí. La magnetometría ha permitido determinar las principales alineaciones estructurales y los emplazamientos de los diques intrusivos y volcánicos, mientras que la gravimetría ha contribuido además a delimitar una cuenca sedimentaria de más de 700 metros de grosor que puede considerarse un acuífero potencial. Por otro lado, los SEV's y las tomografías eléctricas han demostrado su aplicabilidad para definir la geometría de las estructuras de interés hidrogeológico. La integración de todas las técnicas de estudio aplicadas ha permitido obtener respuestas coherentes con las hipótesis planteadas para resolver el problema en estudio. En el análisis mediante el empleo de los métodos geoeléctricos, el cálculo de la respuesta de modelos teóricos facilita la interpretación de los datos de campo. Además, ayuda a comprender y resolver el problema de la equivalencia, ya que se puede incorporar información a priori o comprobar el efecto de iniciar el proceso de inversión a partir de una u otra hipótesis geológica. La adecuada selección del dispositivo electródico es esencial, ya que este en función de la sensibilidad y penetración puede dar lugar a modelos sustancialmente diferentes.
Estudio de carbonatos microbiales en afloramiento como análogos de la caracterización y modelización de reservorios de hidrocarburos
(Universitat de Barcelona, 2013-11-22) Mercedes Martín, Ramón; Salas, Ramon (Salas Roig); Arenas, Concha; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] El registro sedimentario de la facies Muschelkalk superior (Triásico medio) de la Cuenca Catalana constituye un importante pulso transgresivo ladiniense en el NE de Iberia. Las curvas de subsidencia calculadas muestran dos etapas de subsidencia total rápida/desacelerada, constituyendo dos pulsos discretos rift-postrift durante el periodo Triásico. El segundo pulso (Muschelkalk superior-Fm. Imon (Rhaetiense) está caracterizado por una rápida subsidencia sinrift durante el Muschelkalk superior, la cual controló el desarrollo de los estromatolitos y trombolitos (biostromos y mud-mounds). El registro del Muschelkalk superior está organizado en dos secuencias transgresivo-regresivas (T-R) formadas por dos rampas carbonatadas de bloques fracturados, dominadas por microbios y donde la acomodación estuvo controlada principalmente por fallas extensionales. Una caída del nivel del mar de al menos 50 m. tuvo lugar al final del Ladiniense inferior, dejando la plataforma subaéreamente expuesta. Como resultado, un importante carst con significativas incisiones erosivas y brechas de colapso se formó en posiciones de rampa interna y media. La discordancia subaérea resultante limita la secuencia T-R1 y 2. La Secuencia T-R1 se corresponde con una rampa carbonatada de bloques fracturados dominada por microbialitos y bajíos oolíticos. La Secuencia T-R2 representa una rampa carbonatada de bloques fracturados dominada por lagoons y bajíos. Diversos tipos de microbialitos (estromatolitos s.s., estromatolitos oolítico-peloidales y trombolitos) están ampliamente representados en las porciones de rampa interna y media. Los microbialitos exhiben una porosidad relacionada con el medio de depósito, la cual está actualmente ocluida por cementos de calcita esparítica y cementos de cuarzo. Los tipos más comunes de porosidad antigua son de tipo interlaminar (fenestral), vacuolar (vuggy) y móldica (disolución de granos y reemplazamiento de evaporitas). Los microbialitos estudiados registran una presencia concomitante durante el Ladiniense inferior (Fassanian), así como una yuxtaposición de las facies microbianas (estromatolitos s.s., estromatolitos oolítico-peloidales y trombolitos) durante el Ladiniense superior (Longobardian). A pesar de la participación de procesos microbianos en su acreción, varios factores extrínsecos (como la salinidad, energía del agua, tipo de sustrato y condiciones oceanográficas anómalas) fueron clave en el crecimiento de esos microbialitos. Las rampas carbonatadas estudiadas pueden ser utilizadas como análogos de reservorios de hidrocarburos en microbialitos. Concretamente, en áreas deposicionales altamente subsidentes, que presentan una gran diversidad de depósitos microbianos formados en condiciones marinas abiertas a restringidas y con una gran variedad de porosidad antigua.
P-T-t-d constraints on the Late Variscan evolution of the Eastern Pyrenees
(Universitat de Barcelona, 2013-11-06) Aguilar Gil, Carmen María; Liesa Torre-Marín, Montserrat; Fernández de la Cruz, Marina Navidad; Castiñeiras García, Pedro; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] Se ha realizado un estudio estructural, petrológico, geoquímico, geocronológico y de modelización térmica en rocas pelíticas e ígneas del macizo de Roc de Frausa (Pirineo oriental) con la finalidad de comparar la evolución térmica de diferentes niveles de la corteza terrestre en un mismo evento orogénico. Las rocas que conforman el macizo formaban parte del margen norte de Gondwana y quedaron involucradas en la orogenia varisca al colisionar Gondwana con Laurentia-Baltica. Las rocas constituyen una serie Proterozoica superior a Paleozoica inferior afectadas por tres episodios deformativos, los dos primeros de edad varisca y el tercero alpina. En los micaesquistos con andalucita–sillimanita del nivel cortical superior, la andalucita y la sillimanita indican un incremento de temperatura de 580 °C a 640 °C coetáneo a la fábrica S1. La cordierita indica una descompresión isotérmica de 3.4 kbar a 2.6 kbar. Por encima de este nivel se emplazó un granitoide calco-alcalino intercinemáticamente entre D1 y D2 (314–311 Ma). Los niveles corticales medios están formados por esquistos con sillimanita-biotita-moscovita sin-S1 sobrecrecidos por cordierita y feldespato potásico post-S1. Estas asociaciones señalan una descompresión desde 5 a 3 kbar a 640–660 °C. Un stock gabro-diorítico intruyó sincrónico a D2 en dos pulsos magmáticos (312 y 307 Ma). En la aureola de contacto se distinguen cuatro tipos de migmatitas con diferentes texturas, asociaciones minerales y composiciones de roca y mineral que se explican mediante un modelo de perdida de fundido alternando con episodios de infiltración de fluido. Las asociaciones minerales indican condiciones PT de 7 kbar y 730 °C sin-D1 y una descompresión sin-D2 a 4.5 kbar. Los niveles corticales inferiores están formados por migmatitas cristalizadas entre 320–315 Ma. La cordierita sobrecrece las fábricas S1 y S2 ricas en biotita y con granate relicto incluido en plagioclasa e indica un equilibrio tardío a 3 kbar y 700 °C. D1 se interpreta como el resultado de un flujo horizontal de la corteza inferior, que podría relacionarse con un engrosamiento cortical moderado. D2 se caracteriza por una descompresión isotérmica que puede explicarse por una exhumación varisca tardía de los complejos metamórficos.
Diagenesis and fluid-fracture evolution in an intracontinental basin: The Penedès half-graben,western Mediterranean / Diagènesi i evolució de la relació fluid-fractura en una conca intracontinental: la conca del Penedès, oest de la Mediterrània
(Universitat de Barcelona, 2012-12-04) Baqués Almirall, Vinyet; Travé i Herrero, Anna; Benedicto Esteban, Antonio; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[cat] La formació de la conca del Penedès està associada a un període extensiu d’edat neògena que provocà l’obertura del Solc de València. El marge nord-oest del Solc de València està constituït per una sèrie de grabens (Penedès, Vallès, Barcelona ...) i horsts (Garraf, Gaià-Montmell, Montnegre ...), el conjunt dels quals formen la Serralada Costanera Catalana. Aquesta serralada resulta de la superposició de tres esdeveniments tectònics principals: (1) l’extensió Mesozoica, compresa entre el Pèrmic i el Cretàcic inferior, (2) la compressió Paleògena, la qual produí la inversió de les principals conques extensives Mesozoiques i (3) l’extensió neògena, compresa entre l’Oligocè tardà i el Miocè mig, la qual generà l’actual sistema de rift de la Mediterrània occidental. S’han estudiat 19 afloraments localitzats tant en els alts estructurals, Garraf i Gaià-Montmell, com en el sector central de la conca del Penedès.
Controls on paleokarst heterogeneity. Integrated study of the Upper Permian syngenetic karst in Rattlesnake Canyon, Guadalupe Mountains, USA
(Universitat de Barcelona, 2011-12-20) Labraña de Miguel, Gemma; Pueyo Mur, Juan José; Hunt, David, 1942-; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[eng] The present study contributes to a better understanding of early dissolution mechanisms for syngenetic karst development and provides constraints on the timing of formation of the Rattlesnake Canyon paleokarst system in the Guadalupe Mountains, New Mexico, U.S.A. Paleozoic paleokarsts commonly undergo burial and collapse, which reduces significantly the preservation of early fracture networks and geometries of dissolution. Rattlesnake Canyon constitutes a magnificent scenario for the study of global controls on Upper Permian karsting since early fracture networks and dissolution geometries are extremely well preserved and lack major tectonic deformation. This thesis sheds light on the scientific knowledge of paleokarsts and can be of interest to the oil industry since paleokarsts are common targets of exploration. As the evolution of the reservoir properties is often diagenetically controlled, the diagenetic study was particularly useful in determining the degree of sealing following hydrocarbon charge. 1) Aims This thesis seeks to improve our understanding of the relationship between early syndepositional fracture networks that are typically found in platform margins and syngenetic karst development. The thesis includes multidisciplinary carbonate studies aimed at understanding the multiscale paleokarst heterogeneity by means of (i) the development of a conceptual model for the karst evolution, (ii) the construction of a 3D paleokarst model, (iii) the determination of the diagenetic history of the paleokarst system and (iv) the paleokarst reservoir characterization. 2) Thesis Structure The thesis consists of 9 chapters and 2 appendices. Chapter 1 sets out the rationale for this thesis. Chapter 2 provides an introduction to the most basic aspects of karst science and to the hydrogeological model of Carbonate Island as well as an overview of the state-of-the-art paleokarst studies. The geological setting and the study area is detailed in Chapter 3. The results of the thesis are contained in Chapters 4 to 7. Because of the multidisciplinary nature of this thesis, each of these chapters is dedicated to one discipline. Chapter 4 focuses on the analysis of field data to obtain a conceptual model for the evolution of the paleokarst system. Chapter 5 discusses the methodology to implement the 3D paleokarst model and provides data to assess the dimensions of the system in subsurface. Chapter 6 focuses on the diagenetic stages that affected and controlled the karst development. Finally, Chapter 6 offers a paleokarst reservoir characterization. A comprehensive approach and discussion of the results obtained in each of these chapters are included in Chapter 8. General and specific conclusions are presented in Chapter 9. Appendix One contains a representative image compendium of the petrographic features observed in the paleokarst filling sequence of Fault N. Appendix Two sets out the raw data from the geochemical analysis. The paleokarst analysis using different disciplines provides a complete characterization of paleokarst heterogeneity and enables us to elucidate the controls of the system.
Génesis de carbonatos autigénicos asociados a volcanes de fango del Golfo de Cádiz (SW España): influencia de procesos bioquímicos y desestabilización de hidratos de gas
(Universitat de Barcelona, 2009-09-28) Rejas Alejos, Marta; Giralt Romeu, Santiago; Pueyo Mur, Juan José; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[spa] En los últimos años se ha incrementado el interés por el estudio de los volcanes de fango ya que se ha demostrado su frecuente relación con hidrocarburos situados en profundidad. El Golfo de Cádiz, en él que se han descubierto más de 30 volcanes de fango, es una de las zonas más importantes para el estudio de los volcanes de fango y de los procesos sedimentarios, biológicos y bioquímicos asociados a estas estructuras. Relacionados con la actividad de estos volcanes se ha observado la formación de carbonatos autigénicos asociados a la presencia de metano en el sedimento. En esta Tesis Doctoral se presentan los resultados obtenidos en el estudio de carbonatos (costras, brechas y concreciones) pertenecientes a tres zonas del Golfo de Cádiz: la zona de Diasom, dónde se estudian concreciones de los montículos de fango Ibérico, Cornide y Arcos, la zona del Complejo de Volcanes de fango Hespérides (denominada en la presente tesis como Bosta), y el Escarpe Pen Duick, situado en el Complejo de Volcanes El Arraiche. El estudio de estos carbonatos nos ha proporcionado información sobre el origen del metano, ya sea termogénico o biogénico del Golfo de Cádiz, y los procesos bioquímicos implicados en la formación de estos carbonatos. Los objetivos generales definidos para esta tesis son: a) La caracterización de los procesos bioquímicos implicados en la génesis de los carbonatos; b) La identificación de los fluidos parentales de las costras, brechas y concreciones carbonatadas del Golfo de Cádiz, y c) La determinación del origen del metano asociado a la formación de estos carbonatos. Para poder alcanzar estos objetivos se definieron otros más concretos: a) El análisis de la morfología externa y estructuras internas de los carbonatos; b) La caracterización petrográfica, mineralógica y geoquímica de las muestras, c) La identificación de todos los productos diagenéticos (generaciones de cementos, porosidad), d) La datación de los carbonatos y de las generaciones de cementos diagenéticos con el objeto de establecer la secuencia paragenética, y e) La definición y caracterización de los estadios de precipitación observados en cada uno de los tipos de carbonato. Los principales minerales observados en los carbonatos del Golfo de Cádiz son calcita con bajo contenido en magnesio, calcita con alto contenido en magnesio, dolomita, dolomita ferruginosa, ankerita y como minerales accesorios óxidos de hierro (secundarios de pirita preexistente), barita y como componentes terrígenos cuarzo y feldespatos. La actividad biológica de organismos bioturbadores y de organismos bioerosionadores es el principal factor de control tanto para la morfología externa (concreciones de Diasom) como para la morfología o estructura interna (costras de Bosta y costras de Pen Duick) de estos carbonatos. El origen del metano implicado en la mayoría de los carbonatos estudiados del Golfo de Cádiz tiene un origen termogénico y solamente en el caso de las costras de Pen Duick y en escasas concreciones del montículo de fango Ibérico y Cornide (zona Diasom) se ha apreciado la influencia de metano biogénico. Los principales fluidos implicados son agua marina, agua marina modificada por la interacción de roca:agua y fluidos enriquecidos en 18O asociados a la desestabilización de hidratos de gas. La formación de los carbonatos estudiados se produjo a profundidades varias. La mayoría de ellos se formaron cerca de la interfase agua-sedimento, excepto en el caso las costras carbonáticas de Pen Duick, que se formaron en la zona de metanogénesis, lejos del sulfato marino y bajo la influencia de fluidos asociados a la desestabilización de hidratos de gas. PALABRAS CLAVE: Carbonatos antigénicos, volcanes de fango, golfo de Cádiz, Metano, Hidratos de gas, Desestabilización - hidratos de gas, Metanogénesis
Deformation-fluid multiphase interaction within the fractures of the Barcelona Plain and the Vallès Basin: influence on fault rocks and diagenesis / Interacció multifàsica entre deformació i fluids a les fractures del Pla de Barcelona i de la Conca del Vallès: influència en les roques de falla i en la diagènesi
(Universitat de Barcelona, 2013-03-21) Cantarero Abad, Irene; Travé i Herrero, Anna; Alías López, Gemma; Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[eng] The faults limiting the Barcelona Plain and the Vallès Half-graben (Catalan Coastal Ranges, NE Spain) have allowed the study of a complex and multiphase tectonic/fluid history from the Hercynian to recent times. Furthermore, this study has allowed to define the factors that control the fluid regime and the fluid flow pathways through faults. A multidisciplinary methodology involving field and petrological observations and microstructural analyses combined with geochemical data has been used to characterize host rocks, fault rocks and fracture-related cements. Four tectonic events that encompass seven deformation phases have been established: Hercynian compression, Mesozoic extension (D1-D2), Paleogene compression (D3) and Neogene extension (D4-D7). Faults affect crystalline Hercynian basement, Triassic dolostones and Miocene detritic rocks. The fault rocks formed in the area include gouges, cataclasites, breccias and pseudotachylytes. Veins are formed by different mineral assemblages that involve calcite, quartz, laumontite, K-white mica, chlorite and iron oxides, depending on the PT conditions and thus, on the age. During the exhumation of the late-Hercynian granodiorite, after the Hercynian compression, M1 and M2 muscovite and microcline crystallized as result of deuteric alteration in joints, at temperatures between 330ºC and 370ºC. During the first Mesozoic rifting (Late Permian-Middle Jurassic), faults controlled the thickness and distribution of the Triassic sediments. Fracture-related dolomite cements precipitated from the Triassic seawater during increasing burial in a relatively closed hydrological regime. The second Mesozoic rifting (Late Jurassic-Late Cretaceous) is characterized by precipitation of M3 and M4 phengite together with chlorite and calcite C1 at temperatures between 190 and 310ºC. During the Paleogene compression, low-temperature meteoric fluids, favored by tectonic uplift, produced calcitization of the Triassic dolomite cements and dolostones. In the Vallès fault, by means of a shortcut, Mesozoic structures were uplifted and a gouge and subvertical stylolites were generated. During the Neogene syn-rift, hydrothermal fluids up to 190ºC ascended through the faults. In the Hospital fault these fluids upflowed within the relay area during fault growth by tip propagation due to a seismic pumping effect. The Neogene post-rift in the Barcelona Plain developed at shallow conditions under low-temperature meteoric regime. At the same period, the Vallès fault was dominated by hydrothermal conditions, which remain active until nowadays. Faults acted as conduits for hot fluids during both Mesozoic and Neogene extensional events. Topographically-driven meteoric fluids warmed at depth and suffered a strong interaction with the host rocks. During the Mesozoic, ascending warm fluids mixed with marine waters in both main faults whereas, during the Neogene, the ascending fluids mixed with marine waters in the Hospital fault and with meteoric waters in the Vallès fault. Pedogenic products precipitated along Neogene faults control cross-fault fluid flow by reducing fault core permeability. This work highlights the presence of fault reactivation from Hercynian to Recent times. Hercynian structures have demonstrated to play an important role on the localization of later structures. The main factors that control this process are: fault orientation, fabric softening, fluid pressure and cementation hardening.
Les Evaporites de la Conca Sud-pirinenca Oriental (Cuisià superior – Lutecià): Sedimentologia i Estructura / The Evaporites of the Southeastern Pyrenean Basin (Late Cuisian – Lutetian):Sedimentology and Structure
(Universitat de Barcelona, 2012-11-13) Carrillo Álvarez, Emili; Rosell, Laura (Rosell i Ortiz); Universitat de Barcelona. Departament de Geoquímica, Petrologia i Prospecció Geològica
[cat] La successió cuisiana i luteciana de la Conca Sud-pirinenca Oriental (CSO), situada al NE d’Ibèria, mostra un conjunt de sediments carbonatats, evaporítics i detrítics, els quals van ser dipositats en un context compressiu en una conca d’avantpaís. Aquesta compressió es va generar per col•lisió continental de la placa d’Ibèria i l’Europea entre el Cretaci superior i el Miocè inferior. Com a conseqüència de l’escurçament, els sediments es troben distribuïts en tres unitats estructurals: la unitat autòctona de la conca de l’Ebre, localitzada al sud, i les unitats al•lòctones del Serrat i del mantell del Cadí, ubicades al nord, situada la primera per sota de la segona. Encara que molts treballs s’han centrat en l’estudi de l’estratigrafia i l’estructura de la CSO, l’arquitectura estratigràfica i els ambients deposicionals de les evaporites no s’han acabat de resoldre. Les roques evaporítiques dipositades en conques d’avantpaís actuen, en molts casos, com a nivells de desenganxament i, per tant, aquestes roques estan deformades o simplement no afloren. Com a conseqüència, el coneixement d’aquests dipòsits no és molt ampli, i l’estudi d’afloraments i litofàcies resulta un repte. L’objectiu general d’aquesta tesi és millorar aquest coneixement. En aquesta tesi, a partir de la realització de mapes i talls geològics detallats, i de la correlació de columnes i logs de pous, s’ha establert l’arquitectura estratigràfica de la CSO per als períodes Cuisià superior i Lutecià. Aquesta arquitectura presenta sis seqüències deposicionals, tres de les quals de nova proposta en el present treball. Aquestes tres seqüències corresponen a la seqüència Serrat, formada per les Evaporites del Serrat, i a les seqüències Bellmunt inferior i superior, constituïdes per sediments detrítics. Les Evaporites del Serrat, dipositades per sobre d’una primera seqüència carbonatada (formacions Penya i Armàncies), es caracteritzen per tenir capes de sals i lutites en un depocentre situat actualment en el mantell del Cadí. Aquestes sals estan envoltades per un cinturó marginal anhidrític, localitzat en la conca de l’Ebre. En el centre de la conca, aquestes evaporites estan cobertes per una successió turbidítica atribuïda a la Formació Vallfogona (seqüència Campdevànol) en diferents depocentres. Cap als marges de la conca, aquesta formació canvia lateralment a unitats carbonatades (Calcàries de la Pedra i Calcisiltites). La Formació Guixos de Beuda es troba per sobre de la seqüència Campdevànol, i representa la segona seqüència evaporítica. Les seqüències Bellmunt inferior i superior, caracteritzades per dipòsits d’origen fluviodeltaic (formacions Banyoles, Coubet i Bellmunt), representen les seqüències més modernes d’aquesta arquitectura. Aquestes dues seqüències estan separades per una altra unitat evaporítica, anomenada en el present treball Guixos de Besalú. S’ha reconegut que la potència de les capes d’anhidrites atribuïdes a les Evaporites del Serrat és major en la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. Per tant, s’ha considerat que aquesta unitat es configura, de la conca de l’Ebre fins al mantell del Cadí, com a un tascó anhidrític que passa a una cubeta salina en el centre de la conca. Per contra, també s’ha reconegut que la potència de la Formació Beuda és menor a la conca de l’Ebre que en el mantell del Cadí. L’anàlisi de mostres d’afloraments i de testimonis de pous ha permès interpretar els models sedimentaris de les unitats evaporítiques més representatives. En les Evaporites del Serrat, s’han distingit tres paleoambients, de marge a centre de conca: plataforma sulfatada, constituïda per anhidrita nodular i pseudomòrfica (de selenites); talús, format per guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies laminada, de caràcter detrític; i conca profunda, constituïda per capes de sal i lutites reconegudes només en el subsòl. En canvi, en la Formació Beuda només s’ha reconegut un únic paleoambient, corresponent a un sistema de conca sulfatada situat en el mantell del Cadí. Aquest paleoambient està representat per cicles de guix secundari (anhidrita en profunditat) amb litofàcies massives i nivells pseudomòrfics (de selenites). De tota manera, l’existència d’àrees amb litofàcies bandades i laminades, atribuïdes a ambients més profunds, indiquen l’existència de petites zones més deprimides en la conca. La composició isotòpica (delta-34S, delta-18O; 87Sr/86Sr) de mostres de guix i anhidrita indiquen un origen marí per aquestes unitats i, a més, processos de dissolució/reprecipitació dels sulfats. A partir de l’anàlisi estructural de les correlacions estratigràfiques, dels mapes i talls geològics, de la interpretació de perfils sísmics reprocessats i de noves dades gravimètriques s’ha deduït que la sedimentació durant el Cuisià superior i Lutecià va tenir dues etapes tectòniques: una primera etapa extensiva, coetània amb la sedimentació de les Evaporites del Serrat i la Formació Vallfogona, i caracteritzada per falles normals produïdes per flexió extensional; i una segona etapa compressiva, sincrònica a la sedimentació fluviodeltaica, i caracteritzada per encavalcaments i plecs, i falles transversals de tipus strike-slip. Durant la primera etapa, les falles normals van tenir direccions obliqües i perpendiculars respecte l’escurçament pirinenc (N-S). Durant la segona etapa, les falles de strike-slip van estar generades per la reactivació de falles normals preexistents. A més, les Evaporites del Serrat van actuar com a nivell de desenganxament del mantell del Cadí i de la Unitat Serrat. Finalment, en aquesta tesi, s’han realitzat models sandbox per tal de millorar el coneixement del paper de l’arquitectura estratigràfica d’una successió dúctil (en aquest cas, evaporites) sobre l’evolució estructural. A partir d’una sèrie d’experiments, s’ha observat que l’existència de discontinuïtats geomètriques en els materials anàlegs a les litologies evaporítiques generen zones de deformació preferencial. Comparant els resultats d’aquests experiments amb els trets estructurals de la CSO, s’ha interpretat que l’evolució i estil estructural d’aquesta conca va estar controlada per l’existència de discontinuïtats litològiques –com el canvi de gruix de les anhidrites entre la plataforma evaporítica i la conca profunda– en les Evaporites del Serrat. L’existència d’aquestes discontinuïtats litològiques va generar encavalcaments fora de seqüència, contribuint a la generació d’una conca de piggyback.

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