Sísmica de reflexión de alta resolución en el estudio del Cuaternario de áreas de pie de monte

Abstract

Se realizaron varias pruebas piloto con sísmica de reflexión de baja profundidad en depósitos de abanicos aluviales distales en la provincia de Salta, Argentina. Las pruebas incluyen dos áreas con características de subsuelo contrastantes. En el sector nororiental de la provincia, los depósitos del extenso abanico aluvial del Bermejo son arenosos y macizos, casi sin intercalaciones arcillosas; la napa se encontraba a más de 40 m de profundidad al tiempo del estudio. La otra zona de prueba se ubica al sur de la ciudad de Salta, donde coalescen abanicos aluviales pequeños que rellenan el valle de Lerma con depósitos de arena y grava, los cuales en los tramos distales se interdigitan con potentes capas arcillosas; la napa en esta área se hallaba a una profundidad mayor de 20 m al momento del estudio. La operación sísmica empleó un sismógrafo Geometrics R24 con 24 canales activos que se aumentaron a 48 mediante un roll-over switch, alcanzando un máximo de cobertura de 1200%. Se probaron dos fuentes de sonido: una masa de 5 kg y una escopeta calibre 12. Principalmente por razones operativas se eligió como fuente la masa. Las pruebas en el abanico del Bermejo dieron registros de baja calidad, probablemente debido a la rápida pérdida de energía en las areas poco consolidadas y secas. Localmente, sin embargo, pudieron distinguirse tres unidades sísmicas y el techo del Terciario posiblemente fue detectado. Las pruebas en eje del valle de Lerma dieron registros sísmicos de excelente calidad. Se distinguieron cuatro unidades sísmicas. Un reflector débil a aproximadamente 220 mseg coincide con un cambio de las velocidades a unos 2500 m/seg y puede corresponder con el techo del sustrato terciario. Una potente capa de arcilla a una profundidad de 25 a 50 m puede claramente mapearse como un acuitardo. Los resultados de este estudio piloto demuestran que la sísmica de reflexión de poca profundidad puede ser aplicada con provecho en el noroeste de la Argentina para obtener imágenes del subsuelo en ambientes de abanicos aluviales distales.

Several trial shallow seismic reflexion surveys were carried out in distal alluvial fan settings in Salta Province, Argentina. The tests span two areas with contrasting subsurface characteristics. In the north-eastern sector of the province, the extensive Bermejo alluvial fan deposits are sandy and massive, with almost no clay intercalations; the water table in this area was located below a depth of 40 m at the time of the survey. The other survey area is located south of Salta City, where small, coalescing alluvial fans fill the Valle de Lerma with sandy and gravelly deposits that in the distal, axial reaches interfinger with thick clayey beds; the water table in this area was located below a depth of 20 m at the time of the survey. Seismic operation involved a Geometrics R24 seismograph with 24 active channels that were incremented to 48 using a roll-over switch, providing a maximum 1200% subsurface coverage. Two seismic source types were tested: a 5 kg sledge hammer and a 12-gauge down-hole seismic gun. Mainly due to operational considerations the hammer source was finally chosen. Tests on the Bermejo fan generally resulted in poor quality seismic records, likely due to rapid loss of energy through the unconsolidated, dry sands. Locally, however, three seismic units could be distinguished and the top of the Tertiary bedrock was possibly mapped. Tests along the axis of the Valle Lerma resulted in excellent quality seismic records. Four seismic units were distinguished. A weak reflector at about 220 msec marks a shift to velocities of around 2500 m/s and may correspond with the top of Tertiary bedrock. A thick clay unit at 25-50 m depth can be clearly mapped and acts as an aquitard. The results of this pilot study show that shallow seismic reflection can be applied profitably in NW Argentina for subsurface imaging in distal alluvial fan environments.