Tesis para optar al grado de Doctor en Ingeniería de Minas / Una característica común en la minería que se realiza en roca competetente es la sismicidad inducida. Esta es resultado de los cambios en los esfuerzos y el fallamiento de la roca alrededor de las excavaciones mineras. Posterior a un evento sísmico, existe un aumento en los niveles de sismicidad que gradualmente decaen con el tiempo, conocido como una secuencia de réplicas. Restringir el acceso a las áreas de la mina por el tiempo suficiente que permita que ocurra este decaimiento de los eventos sísmicos es el enfoque principal de los protocolos de re entrada. Las propiedades estadísticas de las secuencias de réplicas pueden ser estudiadas mediante tres relaciones o leyes sísmicas: (1) Ley de Gutenberg Richter, (2) Ley de Omori Modificada (MOL) para el decaimiento temporal de la sismicidad, y (3) Ley de Båth para la magnitud de la réplica de mayor magnitud. Esta tesis contiene tres partes principales: estimación y correlaciones de los parámetros de las leyes sísmicas para secuencias de réplicas inducidas por la minería, desarrollo de protocolos de re entrada en el espacio tiempo magnitud y el reconocimiento y comportamiento temporal de secuencias de réplicas usando un aglomeramiento espacio tiempo. En la primera parte, se aplicaron las tres leyes sísmicas, además del modelo estocástico de Reasenberg Jones, para estudiar los parámetros de 11 secuencias sísmicas inducidas por la minería en cuatro minas en Ontario, Canadá. Para proporcionar directrices para el desarrollo del protocolo de re entrada, se estudió y aplicó la dependencia de esto parámetros con la magnitud del evento sísmico principal de la secuencia sísmica. Los resultados obtenidos son coincidentes con los que diferentes autores han estimado en sismicidad tectónica. Sin embargo, aparecen algunas "diferencias de escala", especialmente con el valor b de Gutenberg Richter y el valor p de la ley modificada de Omori, encontrando que, en promedio, hay diferencias de +0.35 y -0.2 respectivamente entre los resultados de la sismicidad inducida y tectónica. La segunda parte corresponde al desarrollo de un protocolo estocástico de re entrada en el espacio tiempo magnitud, utilizando las relaciones entre los parámetros sísmicos inducidos y la magnitud del evento principal. Se define un radio de exclusión y una relación entre el tiempo de máxima curvatura y la magnitud del evento principal. Esto permite construir curvas de decaimiento sísmico, proporcionando información sobre los patrones de decaimiento de una secuencia en curso. Finalmente, se propone un rango de probabilidad de ocurrencia de la réplica de mayor magnitud, basado en el modelo de probabilidad de Reasenberg Jones. La última parte consiste en analizar el comportamiento del agrupamiento de la sismicidad inducida por la minería a través del tiempo y el espacio. Usando el criterio estadístico de Akaike para seleccionar los parámetros del aglomeramiento espacio tiempo, fue posible identificar una secuencia de réplicas asociada a un evento principal con magnitud Mw = 0.7. Además, se encontró que la distancia espacio tiempo aparentemente disminuye su valor antes de que ocurra un evento principal, para luego retornar a su valor normal. Todos los hallazgos anteriores proporcionan una aproximación a pautas concisas y bien justificadas para el desarrollo del protocolo de re entrada.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / Memoria para optar al título de Geólogo / 27/05/2021

Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / El presente trabajo busca caracterizar sismotectónicamente el efecto del terremoto Mw 8.4 de Illapel del 16 de septiembre de 2015 en su entorno, y el gatillamiento de sismicidad principalmente al interior de las placas de Nazca y Sudamericana. Para esto, se utilizaron registros sismológicos de las estaciones permanentes operadas por el Centro Sismológico Nacional de la Universidad de Chile para determinar parámetros hipocentrales y de la fuente sísmica de la sismicidad precursora, desde septiembre de 2013 hasta septiembre de 2015, y de las réplicas hasta tres meses después de ocurrido el terremoto principal. El análisis de la sismicidad constó de tres etapas principales. En primer lugar se tiene la localización hipocentral de la sismicidad, para la cual se obtuvo un total de 264 eventos (69 precursores y 199 réplicas) con magnitud local superior a Ml 4.5. Posteriormente, se llevó a cabo el cálculo del tensor de momento sísmico a través de la inversión, mediante búsqueda de grilla, de las formas de onda de 225 sismos, con el fin de obtener tanto una mejor estimación de la profundidad del centroide del evento como de los parámetros de la fuente. Por último, se realizó una clasificación de la sismicidad en función de la profundidad en la que ocurre cada evento y de los parámetros de la fuente sísmica asociada. La clasificación de sismicidad permitió identificar cuatro grupos principales de eventos, cuyo comportamiento antes y después del terremoto principal da cuenta de su efecto tanto en el contacto interplaca como al interior de cada placa involucrada. La sismicidad interplaca tipo thrust es la más abundante tanto antes como después del terremoto Mw 8.4, además, en ambos casos su distribución tiene lugar alrededor de un área de mayor acoplamiento sísmico, la que, a su vez, coincide con la zona de mayor deslizamiento cosísmico. Por otro lado, en la secuencia de réplicas no se observa un aumento sustancial de la sismicidad intraplaca cortical, no obstante esta no es nula, ya que se tiene registro de un evento con fallamiento transpresivo dextral en torno a la Zona de Falla de Atacama y un sismo con fallamiento normal en la bahía de Coquimbo. Por el contrario, tras el terremoto principal ocurre un aumento en la cantidad de sismicidad en el outer-rise respecto a la etapa precursora. Esta sismicidad de réplicas presenta mecanismos focales con profundidades de centroide entre 4 y 10 km de profundidad, y dan cuenta de fallamiento extensional paralelo a la fosa en la parte más superficial de la placa de Nazca. Además, se concluye que este desencadenamiento es una consecuencia directa del alto deslizamiento cosísmico que ocurrió cerca de la fosa oceánica, lo que ocasionó una transferencia de esfuerzos desde el contacto interplaca hacia la zona detrás de la fosa, en esta línea, y debido a la extensión de esta sismicidad, se proponen dos asperezas más cercanas a la fosa, una hacia el Norte y hacia el Sur de la aspereza principal. Más aún, se plantea la hipótesis de que la sismicidad outer-rise puede ser utilizada como un parámetro de restricción para el modelamiento de deslizamiento cosísmico de grandes terremotos interplaca tipo {\it thrust}.

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geofísica / En este trabajo, utilizando los disparos del R/V M.G. Langseth se obtiene un modelo bidimensional (2D) de velocidad de onda P, en las líneas MC06 (perpendicular a la fosa) y MC32 (paralela a la fosa) del proyecto PICTURES (Pisagua/Iquique Crustal Tomography to Understand the Region of the Earthquake Source), por medio de una modelación directa de reflexiones y refracciones de ondas P, para caracterizar estructuras del margen convergente del norte de Chile. Con los modelos de velocidad se transforman los perfiles de reflexión en tiempo (Two Way Travel Time) a profundidad de reflectores, lo cual nos permite hacer interpretaciones del modelo de velocidad y correlacionar las zonas de cambios importantes de velocidad con estructuras geológicas observadas en los perfiles. Hasta la fecha no existen otros modelos detallados de velocidad en la zona de estudio de este proyecto, por lo que obtención de modelos de velocidad son un aporte para entender la estructura del margen en la zona de ruptura del terremoto de Iquique (Mw 8.1,2014). Este estudio permite también identificar la zona del prisma frontal y la cuña continental fracturada y determinar su extensión horizontal, determinar la geometría del contacto interplaca en la zona cercana a la fosa y estudiar las variaciones norte-sur de la cu na continental y la geometría del contacto, que pueden correlacionarse el patrón de ruptura del terremoto de Iquique 2014. Los resultados del modelo de velocidad y el perfil de reflexión muestran que, en la línea MC06 perpendicular a la fosa, existe un peque no prisma frontal con velocidades de 2-3 km/s, con un rápido aumento de velocidad hacia el continente. Hacia el continente observamos un basamento, del cual aumenta gradualmente su velocidad y que se encuentra cubierto por una capa delgada de sedimentos, la cual se engrosa notablemente en la parte superior del talud, donde se ubica la cuenca de Iquique con espesor sedimentario de unos 2 km. Se identifica además un extenso fallamiento normal, el cual abarca prácticamente la totalidad del talud. En la línea MC32 encontramos que las velocidades de la zona frontal son similares en general. En la zona norte se observa un reflector intermedio importante entre el fondo oceánico y el techo de la placa oceánica. Este reflector estaría asociado a una zona de basamento bajo una capa de sedimentos, producto de la disminución del tamaño del prisma y un leve alejamiento de la línea con respecto a la fosa. Como conclusión se obtienen resultados consistentes con otros trabajos y con la tectónica de la zona. Los resultados se interpretan como evidencia de erosión por subducción, que provoca el colapso de la placa cabalgante mediante gran cantidad de fallas normales y un fracturamiento de zona frontal de la cuña continental.. Se identifica también un pequeño prisma de acreción que podría estar actuando como una zona asímica, explicando la distribución del réplicas del terremoto de Iquique.

Geóloga / La región ubicada entre los 33°S y 34°S corresponde a una zona de transición latitudinal en relación a configuraciones tectónicas y características morfoestructurales superficiales; la Cordillera de la Costa entre estas latitudes se convierte en un lugar interesante para realizar un estudio de carácter tectónico; entre los 33°S y 34°S está formada por cuerpos plutónicos de orientación NW-SE en su porción occidental y cuerpos plutónicos y secuencias estratificadas N-S en su porción oriental, su rasgo estructural más distintivo consiste en un basculamiento suave hacia el Este de las secuancias estratificadas. La utilización de una tomografía sísmica permite generar una visión en profundidad de variaciones de velocidades de ondas sísmicas y relacionarlo con los rasgos geológicos observados en superficie. La distribución en el espacio 3D de las anomalías de ondas sísmicas muestran un dominio oriental de altos valores de la razón Vp/Vs y un dominio oriental de bajos valores de la razón Vp/Vs; ambos dominios se caracterizan por presentar una geometría triangular. En zonas superficiales (<20 km) las anomalías de Vp/Vs, Vs% y Vp% se asocian a cuerpos plutónicos que conforman el Batolito Costero; en zonas más profundas es posible diferenciar regiones de altos valores Vp/Vs asociados a una disminución en las variaciones porcentuales de las ondas P y S, lo que se interpreta como posibles zonas de deshidratación de la placa oceánica subductante o serpentinización del manto. La distribución de los cuerpos anómalos en el espacio 3D sumados a la geometría de estos cuerpos en profundidad, reflejan un control tectónico de primer orden que es responsable de su distribución y manifestación topográfica en superficie. Esto último indica que la configuración tectónica corresponde al modelo de cuñas continentales, caracterizado por la presencia de una pro-cuña hacia el Oeste y retro-cuña hacia el Este que coincide con los rasgos estructurales y variaciones topográficas observadas en la Cordillera de la Costa. La cuña continental varía en geometría de Norte a Sur en función de las variaciones en el coeficiente de fricción basal efectivo, procesos de deshidratación de la placa en subducción y del comportamiento mecánico en profundidad; en la zona Norte la deshidratación ocurre entre los 35 y 45 km de profundidad y no es intensa; en la zona central se tiene una deshidratación intensa entre los 40 y 55 km de profundidad, esta deshidratación es responsable de la presencia de peneplanos en superficie que separa la pro-cuña de la retro-cuña; finalmente en la zona Sur la cuña está desplazada hacia el Este, se identifica sector de pro y retro-cuña, y la deshidratación ocurre entre los 40 y 55 km de profundidad. / Este trabajo ha sido financiado por el Proyecto FONDECYT N° 1161806

Tesis para optar al grado de Magíster en Ciencias, Mención Geología / La influencia de estructuras heredadas de la cuenca Neuquina en la evolución neógena de los Andes de Chile central justo al sur del segmento de subducción plana, ha sido propuesta anteriormente, pero sin evidencias concretas de cómo afectan en el estilo estructural, cantidad de acortamiento, variaciones latitudinales y edad de deformación de la Faja Plegada y Corrida de Aconcagua. Mediante análisis cronoestratigráficos y estructurales, el presente estudio busca caracterizar la evolución tectónica y arquitectura de los Andes desde el Mesozoico hasta el presente, a la latitud de Santiago, con el fin de establecer la influencia de estructuras extensionales preexistentes en la configuración morfológica actual de la cordillera a esta latitud. La integración de los resultados geológicos del mapeo en detalle, las secciones geológicas E-W y su restauración palinspástica, a la latitud de los valles de los ríos Yeso y Volcán, avalan la existencia de los depocentros de Yeguas Muertas y Nieves Negras, constituidos por las formaciones mesozoicas Río Colina, Río Damas y Lo Valdés. Además, se definió la Unidad Las Coloradas, de edad Cretácico Superior, sección estratigráfica más joven que la Fm. Colimapu, asociada un pulso de deformación extensional previo al desarrollo de la cuenca de Abanico que se identificó al norte, en el sector de la Ramada y sur (36°S) del área de estudio. Sin embargo, no se encontraron evidencias directas de extensión, pero sí cambios de espesor en la Unidad Las Coloradas. Los resultados muestran que la deformación contraccional durante el Neógeno se caracterizó por la inversión de fallas normales jurásicas, out-of-the-graben thrusts, retrocabalgamientos, footwall short-cut thrusts, y pliegues y corrimientos de piel fina y gruesa, con un modelo de basamento-cobertura desacoplado. La deformación cenozoica (15-0 Ma), de la vertiente oriental de la Cordillera de los Andes de Chile central acomodó 27 a 28 km de acortamiento mínimo en la corteza superior entre los valles de los ríos Yeso y Volcán. Estas cantidades de acortamiento son mayores a las obtenidas en la Cordillera Principal al norte y sur del área de estudio, lo que se asocia a la presencia de la flexura orogénica del Maipo, y la ausencia de la Cordillera Frontal hacia el sur de los 34°40 S. Datos geocronológicos previos, junto con nuevas edades U-Pb en circones detríticos permiten extender la base de la Fm. Abanico al Eoceno Superior, ya no sólo a la latitud del valle del río Volcán, sino también al valle del río Yeso. Adicionalmente, considerando las evidencias de fallamiento fuera de secuencia de la falla El Diablo a la latitud del valle del río Volcán, se invalida el sistema de falla El Diablo-El Fierro como borde oriental de la cuenca de Abanico, en este sector.