Estructura sísmica cortical en los Andes centrales (33°-34.5°S): concentraciones de sismicidad bajo Minas el Teniente y Disputada

Abstract

Los procesos sismotectónicos de la Zona Central de Chile están relacionados con la subducción de la Placa de Nazca bajo la Placa Sudamericana. Sin embargo, la sismicidad cortical superficial en la zona central ha sido poco estudiada, tanto en su origen como en su tasa de actividad, a pesar de la existencia de 2 eventos sísmicos de gran magnitud localizados a profundidades menores de 15 km, uno en Las Melosas en 1958 (M=6.9) y otro al oeste de Rancagua en 1987 (M=5.9). Cabe mencionar que en este sector se concentra el 40% de la población del país, además se encuentran 3 grandes minas cupríferas, algunas minas de yeso, plantas hidroeléctricas y el gasoducto proveniente de Argentina. En este escenario y enmarcado en el proyecto FONDECYT 1050758, este trabajo tiene el objetivo de crear un modelo de estructura de velocidades a nivel cortical de la zona central cordillerana (33º-34.5ºS), además de estudiar las concentraciones de sismicidad bajo las minas Los Bronces (Ex Disputada) y El Teniente. Esto ayudará a una mejor caracterización y comprensión del comportamiento sísmico en esta zona. Con 28 estaciones temporales más las estaciones permanentes de la Universidad de Chile se registraron, entre Noviembre del 2005 y Marzo del 2006, una serie de eventos, siendo de gran importancia los registros provenientes de tronaduras asociadas a las faenas de extracción de la mina Los Bronces. Estos eventos artificiales permiten la obtención de datos distancia-tiempo para ondas sísmicas, donde se tiene un conocimiento prácticamente exacto de las ubicaciones tanto de la fuente como de las estaciones registradoras. En el caso de El Teniente los eventos son netamente de carácter sísmico. El modelo 1D obtenido en Los Bronces se resume en 3 capas con gradiente lineal de velocidad. Aumentando en profundidad, los espesores de estas capas son de 4.1, 22.1 y 3.9 km y sus velocidades de 4.8 - 5.1 km/s, 5.9 - 7.0 km/s y 7.1- 7.2 km/s para ondas P y de 2.8 km/s, 3.5 - 3.9 km/s y 3.9 - 4 km/s para ondas S. En el caso de El Teniente el modelo es de 2 capas con espesores de 2.4 y 23.9 km y velocidades de 4.4 - 4.5 km/s y 5.8 - 7 km/s para ondas P y 2.5 - 2.6 km/s y 3.4 - 3.9 km/s para ondas S. Ambos modelos se asemejan a modelos realizados en estudios anteriores estudios y las diferencias están relacionadas principalmente a la corrección de altura y a la distribución de las estaciones en el área de estudio del nuevo modelo. Se debe mencionar que en la modelación de El Teniente, la dispersión de datos distancia-tiempo (X-T) es alta producto de la decisión de tomar 1 punto de origen cuando en realidad existen distintos hipocentros, debido al carácter sísmico de los eventos. Con los modelos unidimensionales se realizó un modelo bidimensional entre estas dos zonas mineras, creando un perfil Norte-Sur de 132.8 Km de longitud ubicado en el sector precordillerano. Para ajustar el modelo se utilizaron los datos de estaciones cercanas al perfil y se consideraron sólo los datos distancia-tiempo de los eventos provenientes de Los Bronces. El modelo 2D obtenido alcanza profundidades cercanas a los 25 Km y al observar el gráfico Vp/Vs se puede concluir un mayor aumento en profundidad de los valores de Vp/Vs hacia el Norte del perfil, lo que podría indicar la existencia de fases fluídas (roca hidratada o magma) y roca más seca y rígida hacia el Sur del perfil. Se realizó además la relocalización de los eventos concentrados en las zonas mineras de Los Bronces y El Teniente con los nuevos modelos 1D y 2D. Las variaciones de la relocalización son poco significativas y no se distingue característica geométrica que pueda ayudar a una mejor interpretación de la sismicidad en estos sectores. En cuanto a los esfuerzos, en Los Bronces se lograron obtener mecanismos focales de 3 eventos, todos con fallamiento inverso de rumbo Norte-Sur. En El Teniente se obtuvieron 17 mecanismos focales, la mayoría compresionales y también con rumbos aproximados Norte-Sur.