Modelos geomecánicos para el estudio de la interacción entre fluidos y deformación en la corteza superior: casos de estudios de migración de fluidos hidrotermales e hidrocarburíferos

MESCUA, J; SPAGNOTTO, S; PAMELA ÁLVAREZ; GIAMBIAGI, L; BARRIONUEVO, M.

Concepción

Congreso; XV Congreso Geológico Chileno Geociencias hacia la comunidad; 2018

Sociedad Geológica de Chile

Los procesos de fracturamiento y fallamiento juegan un rol fundamental en el trasporte y la migración de fluidos, controlando la distribución de magmas, yacimientos hidrocarburíferos y fluidos hidrotermales. De la misma manera, la presencia de fluidos tiene influencia sobre la deformación y la ruptura de las rocas a partir de su control sobre la presión de fluido y las propiedades geoquímicas dentro de las fracturas. Sin embargo, no todas las fallas y fracturas contribuyen a la migración de fluidos. La orientación y distribución de dichas estructuras con respecto al campo de esfuerzo imperante son factores cruciales sobre la migración de fluidos a través de ellas y gobiernan la conductividad hidráulica de las mismas. En zonas de subducción, el campo de esfuerzos a su vez está condicionado por los cambios de esfuerzos de Coulomb durante el ciclo sísmico de la megafalla de subducción y/o de las fallas importantes de la región, que tendrán que ser tomados en cuenta durante el análisis del mismo. Las fallas o fracturas críticamente activas bajo un campo de esfuerzo determinado son aquellas orientadas óptimamente de manera tal que la relación de esfuerzo de cizalla a esfuerzo normal (τ /σn) se encuentre próxima al valor crítico por encima del cual se produce la ruptura. Por esta razón, las fallas activas durante el campo de esfuerzo imperante pueden tener un importante efecto sobre la migración de fluidos. Para obtener un modelo geomecánico que analice la interacción deformación-campo de esfuerzos-migración de fluidos, aplicable a sistemas hidrotermales o hidrocarbufíreros, seguimos la siguiente metodología que consiste en: (1) confeccionar un modelo estructural 3D del área mediante integración de mapeo de superficie, datos de subsuelo e información geofísica; (2) determinar el campo de esfuerzos/paleoesfuerzos a partir de mecanismos focales de sismos y de la inversión de datos de deslizamiento de fallas de meso-escala; (3) realizar una evaluación de la tendencia al deslizamiento y a la dilatación de las fallas previamente analizadas bajo el campo de esfuerzos calculado; (4) estudiar las variaciones de esfuerzos de Coulomb en las fallas principales del campo geotermal/hidrocarburífero durante el ciclo sísmico de la megafalla de subducción o de fallas principales activas próximas al área bajo estudio; y (4) confeccionar un modelo predictivo de comportamiento geomecánico. Esta metodología fue aplicada al estudio de campos geotermales andinos ubicados en la región del arco magmático actual y al estudio de yacimientos fracturados de hidrocarburos ubicados en el frente de deformación andino.