Análisis de campos de velocidades en modelos análogos y su aplicación al modelado numérico cinemático - Plotek, Berenice Lía (2022)
Los modelos estructurales cinemáticos generalmente usan campos de velocidad preestablecidos generados a partir de ecuaciones de conservación de área (en el caso de modelos 2D) o volumen (para modelos 3D). Los programas que aplican modelos de pliegues basados en la cinemática se utilizan ampliamente en la investigación geológica y en la industria hidrocarburífera para predecir y prospectar las geometrías de trampas. Esto se debe a que permiten recrear modelos geométricos ajustados a los datos de campo, con información de subsuelo, y a partir de ellos es posible analizar los escenarios estructurales. El número de modelos cinemáticos disponibles en estos programas es limitado y no llega a cubrir la totalidad de las situaciones de plegamiento que se observan en la naturaleza. Es por esto, que en este trabajo se analizan los campos de velocidad de diversos plegamientos relacionados a fallas por medio de experimentos análogos y numéricos para comprender la cinemática involucrada en su formación y evolución. De esta forma, se busca contribuir a ampliar el conocimiento de los modelos cinemáticos ya vigentes para este tipo de estructuras. En el caso puntual de los modelos análogos, la trayectoria de las partículas se registra a través de fotografías en serie y se procesa por medio de la técnica de velocimetría por imagen de partículas (PIV). Al respecto de los modelos numéricos de elementos finitos, este estudio presenta los resultados de simulaciones de pliegues desarrollados sobre una cubierta sedimentaria anisotrópica, donde se explora la influencia de diferentes parámetros como la cohesión, el ángulo de fricción interna y viscosidad de las capas afectadas. En todos los casos se describe el campo cinemático generado y se compara con la cinemática teórica propuesta por métodos cinemáticos aplicados ampliamente en geología estructural para reconstruir pliegues asociados a fallas. En el análisis propio de los pliegues por propagación de falla, se seleccionan perfiles para estudiar las componentes paralelas y perpendiculares a la falla en diferentes etapas del modelo. Los vectores analizados en el bloque colgante revelan un aumento gradual en la componente vertical de los vectores de velocidad hasta que son casi paralelos a la falla, ajustando bien con el modelo cinemático de trishear. En el caso específico de los modelos que simulan pliegues por flexión de falla, si bien todos los métodos cinemáticos teóricos analizados pueden explicar la configuración general del pliegue, únicamente el método de backlimb trishear permite representar la geometría, las direcciones y módulos de desplazamiento. Por lo tanto, se propone que la combinación de diferentes ángulos de asimetría y apicales para cada quiebre en un falla dan como resultado un método muy versátil para simular pliegues por flexión de falla. Para los pliegues por despegue, se sugiere que los mismos pueden ser modelados mediante una zona de rotación progresiva. En base a las observaciones realizadas, se sintetizaron dos escenarios para entender su cinemática.