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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/2063| Acerca del origen de anomalías térmicas en cinturones plegados de aguas profundas About the origin of thermal anomalies in deep water thrustbelts | |
| JUVENTINO MORALES BRINGAS | |
| JUAN CONTRERAS PEREZ RAQUEL NEGRETE ARANDA | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| cinturones plegados, flujo de calor, conducción, convección thrust belts, heat flow, conduction, convection | |
| Los cinturones de pliegues y cabalgaduras se forman por efecto de esfuerzos tectónicos compresivos y/o deslizamiento gravitacional. Estas estructuras se presentan en cuencas antepaís y en el trasarco de márgenes convergentes, así como en ambientes de plataforma de márgenes pasivos. Adicionalmente, pueden generar altos valores de flujo de calor y pueden considerarse como recursos potenciales en la industria geotérmica y petrolera. Los objetivos principales de este trabajo son realizar simulaciones numéricas de plegamiento de dos capas por compresión que incluyan transporte de calor por conducción y convección, generación de calor por fricción y por fuentes radioactivas y entender el origen de las anomalías de flujo de calor que se han observado en cinturones plegados de aguas profundas en ambientes tectónicos pasivos. Para simular un proceso de plegamiento se consideró que la roca se comporta como un material deformable incompresible y su cinemática se rige por la ecuación de conservación de masa y Navier-Stokes. Para simular la transferencia de calor por conducción se utilizó la ley de Fourier; su magnitud depende de la conductividad térmica de la roca y el gradiente térmico. A partir de la ecuación de Athy se calculó el cambio de porosidad con respecto a la profundidad, se utilizó una relación de Kozeny-Carman y la escala granulométrica de Udden-Wentworth para obtener la permeabilidad. Una vez obtenido lo anterior, se calculó la velocidad del fluido en un medio poroso a partir de la Ley de Darcy la cual modela el transporte de calor por convección. Este fenómeno explica la formación de volcanes de lodo en la superficie de algunos cinturones plegados. Los resultados muestran que el transporte de calor por conducción domina en el núcleo del pliegue; esto se debe a la alta conductividad térmica y la baja porosidad de esta zona. En contraste, el transporte de calor por convección domina en un pliegue siempre y cuando se generen fallas inversas y zonas de alta permeabilidad que impulsen la velocidad del fluido. En este trabajo se mostró que con velocidades > 1x10−9 m/s (3 cm/año) domina la convección, en tanto que valores menores a éstos, dominará la difusión de calor.
Thrust belts evolve due to the effect of compressive stress or gravitational sliding of sediments. These structures are identified in foreland basins and back arc basins and also in the platform of passive margin environments. In adittion, they can generate high heat flow values that can be considerated as Oil/Gas and geothermics exploratory opportunities. The main objectives in this thesis are to perform numerical simulations of two layers folding by compression that include: heat transport by conduction and convection, heat generation by radioactive decay and friction in faults in order to understand the origin of the heat flow anomalies that have been observed in many deep water thrust belts. The process of deformation and folding is governed by the mass conservation and Navier - Stokes equations. To simulate heat transfer by conduction we used Fourier’s law which depends on the thermal conductivity and thermal gradient. The Athy equation calculates the change of porosity due to effects of effective pressure, then, with a Kozeny-Carman relationship and Udden-Wentworth scale we obtained the permeability. The Darcy’s Law describes the flow behavior through a porous medium. This is proportional to the permeability of the rock and pore pressure, and inversely proportional to the fluid viscosity and can eventually transport heat by convection to the surface. This mechanism explains the generation of mud volcanoes in many thrust belts. The results show that heat transfer by conduction dominates at the fold’s core; this is due to the high thermal conductivity and low porosity of this area. Heat transfer by convection dominates at the fold as long as inverse faults and zones of high permeability are generated. The results presented here show that convection will dominate with velocities > 1x10−9 m/s (3 cm/year) and with fewer values, conduction will be the dominant process. | |
| CICESE | |
| 2018 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Morales Bringas, J. 2018. Acerca del origen de anomalías térmicas en cinturones plegados de aguas profundas. Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 59 pp. | |
| ENERGÍA Y PROCESOS GEOTÉRMICOS | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Ciencias de la Tierra |
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