Indicadores gravimétricos isostáticos en cuencas sedimentarias

Abstract

Investigamos las respuestas gravimétricas teóricas de modelos de cuencas sedimentarias suponiendo dos mecanismos de compensación, 1) hidrostático del tipo Airy (lo denominamos “modelo de estiramiento”), y 2) flexural elástico (lo llamamos “modelo de flexión”). Analizamos las anomalías tanto de Bouguer como isostáticas que producen modelos compensados y descompensados en los casos anteriores. Luego, en el modelo de estiramiento de una capa, corregimos la anomalía de Bouguer suponiendo una raíz elástica y viceversa; en el modelo de flexión de una capa la corregimos como si existiera una antirraíz en la discontinuidad de Mohorovicic. Finalmente, repetimos este procedimiento pero planteando un modelo teórico de cuenca de corteza de dos capas, con intrusión diapírica y corteza inferior de baja viscosidad. Nuestros resultados señalan que cuando proponemos un modelo isostático en la hipótesis equivocada, la anomalía isostática (AI) tiene grandes magnitudes comparada con el efecto gravimétrico de los sedimentos (g(hs) ), o sea |AI| > |g(hs) |. Existen, no obstante, indicadores que nos proporcionan el mecanismo de formación de la cuenca. El primer indicador a considerar surge de la comparación entre los valores absolutos de la anomalía de Bouguer (AB) y del efecto gravimétrico de los sedimentos. En los mecanismos de estiramiento, la tendencia es |AB|< |g(hs) |. Además AI ~ 0, indica estabilidad primaria; AI < 0 indica ascenso, y AI > 0, subsidencia. En el caso del modelo flexural, siempre que se elija una rigidez flexural D adecuada, la tendencia es |AB| > |g(hs) |. En ese caso AI ~ 0, indica estabilidad; AI > 0, indica subsidencia y AI < 0, indica elevación. Se debe tener en cuenta que trabajando con datos reales, se tendrá que separar la anomalía de Bouguer Regional y Residual. Sólo en ese caso se podrá someter la anomalía Residual a los indicadores mencionados.

We investigate the theoretical gravity results of the sedimentary basin models assuming two compensation mechanisms, 1) hydrostatic of the Airy type (we denominate it “stretching model”), and 2) elastic flexural (we call it “flexural model”). We analyze both the Bouguer and Isostatic anomalies, causing a compensated model and a non-compensated model using both mechanisms. Then, in the stretching model of a layer, we have corrected the Bouguer anomaly assuming an elastic root, and vice versa, in the flexural model of a layer we have corrected it as if existed an anti-root in the Mohorovicic discontinuity. Finally, we have repeated this procedure but using a theoretical model of two layers, sedimentary basin with both, intrusion and lower viscosity in lower crust. Our results point out that when we propose an isostatic model in the wrong hypothesis, the isostatic anomaly (AI) exhibits big magnitudes compared with the gravimetric effect of the sediments (g(hs) ), then |AI|> |g(hs) |. Nevertheless, there are indicators that provide us the mechanism of the basin formation. The first indicator arises from the comparison between the absolute values of the Bouguer anomaly (AB) and of the gravimetric effect of the sediments. In the stretching mechanisms, the tendency is: |AB| <|g(hs) |. Also AI ~ 0 indicates primary stability; AI < 0 ascent, and AI > 0 indicates subsidence. In the case of the flexural model, when an appropriate flexural rigidity D is selected, the tendency chosen is |AB|> |g(hs) |. In that case AI ~ 0 indicates stability; AI > 0 indicates subsidence and AI < 0 indicates elevation. It should be kept in mind that working with real data, Bouguer anomaly will have to be separated in Regional and Residual effects. Only in such case the Residual anomaly could be analyzed using the mentioned indicators.