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La Evolución Estructural Interna de las Calderas: Resultados de Simulaciones de Elementos Discretos en 3D

Autores: Hardy, Stuart

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2019

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Acceso abierto

Artículo científico
2019

La Evolución Estructural Interna de las Calderas: Resultados de Simulaciones de Elementos Discretos en 3D


Categoría

Ciencias Naturales y Subdisciplinas

Subcategoría

Ciencias de la Tierra y Geología

Palabras clave

Evolución estructural
Calderas
Fallas
Subsidencia
Cámara magmática
Fallas anulares

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 15

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La evolución estructural de las calderas es un tema clave en volcanología y tiene profundas implicaciones para el análisis de riesgos y la explotación de energía geotérmica y minerales hidrotermales. Sin embargo, su geometría interna a profundidad y la distribución detallada de fallas y fracturas son poco claras y debatidas. Para restringir mejor la evolución estructural interna de las calderas, he desarrollado un modelo de elementos discretos en 3D de una cubierta friccional que experimenta un hundimiento similar al de un pistón en su base, simulando la desinflación de la cámara magmática y el colapso de la cubierta. Examino dos geometrías de pistón, simulando cámaras magmáticas con techos que son circulares y rectangulares en vista de planta, para investigar patrones de fallas y hundimiento en tres dimensiones. En ambos modelos, una disposición compleja de fallas normales y reversas acomoda un hundimiento más profundo en niveles estructurales más altos. Las fallas anulares en forma de campana a cono, inclinadas hacia afuera, son consistentemente las primeras estructuras en desarrollarse; estas fallas se propagan hacia arriba desde los bordes del pistón hacia la superficie. El crecimiento posterior de la caldera es principalmente el resultado del movimiento en fallas anulares normales verticales o inclinadas hacia adentro, que encierran las fallas reversas anteriores. Como resultado, todas las calderas se ensanchan, en términos de su expresión superficial, con el tiempo. La etapa final del desarrollo de la caldera incluye un colapso significativo de las paredes de la caldera y el transporte de este material hacia el centro de la caldera. Los resultados confirman que los patrones/etapas evolutivas propuestos a partir de modelos numéricos y análogos en 2D pueden generalizarse a tres dimensiones, aunque ocurren diferencias significativas entre geometrías de ejes largos y cortos cuando el pistón es alargado. Sin embargo, en comparación con las simulaciones en 2D, los resultados en 3D muestran la complejidad geométrica de la falla anular, con variaciones en la deformación y la actividad de fallas en varias etapas de desarrollo que demuestran que a menudo no se desarrolla una estructura de falla anular simple y continua.

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