Relationship between the mud organic matter content and the maximum height of diapiric domes using analog models

• Autores: Olivia González Morales, Alfonso Luis Rodríguez Madrid, Carlos Alberto Ríos Reyes, Germán Yury Ojeda Bueno
• Localización: CT&F - Ciencia, tecnología y futuro, ISSN-e 0122-5383, Vol. 6, Nº. 2, 2015, págs. 17-32
• Idioma: inglés
• Títulos paralelos:
  • Relação entre o conteúdo de matéria orgânica de lodo e a altura máxima dos domos diapíricos usando modelos análogos
  • Relación entre el contenido de materia orgánica de lodo y la altura máxima de los domos diapiricos usando modelos análogos
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• Resumen
  • español

    Los diapiros de lodo son estructuras sedimentarias producidas por la intrusión de lodo a través de una roca encajante. En este estudio, los modelos análogos de diapirismo de lodo mostraron que el gas generado a partir de la descomposición de la materia orgánica contenida en el lodo diapírico juega un papel fundamental en la generación de estas estructuras. El objetivo de este estudio fue probar la hipótesis de que existe una relación entre el contenido de materia orgánica (TOC) del lodo y la altura máxima de los domos diapíricos. Los experimentos se realizaron en cajas de arena de 20 x 20 x 16 cm de tamaño, utilizando nueve combinaciones de lodo con los valores de TOC de 1.6 - 4.3 %, con 5 repeticiones para minimizar los errores aleatorios. Los resultados de este estudio confirman que una relación lineal de la altura máxima (mm) = 12.7xTOC (%) - 18.16 explica las elevaciones medidas. Además, se estableció una relación lineal inversa entre el TOC y el momento en que los domos alcanzaron la h max. La observación de los cambios morfológicos sufridos por los domos durante su evolución permitió el reconocimiento de etapas evolutivas que pueden ser comparadas a la geomorfología de los domos de lodo en la naturaleza. Las relaciones que se establecen en este estudio son útiles para generar hipótesis sobre el contenido de materia orgánica en áreas de diapiros de lodo activos. Por ejemplo, las elevaciones en el sur del Cinturón diapírico de Sinú de Colombia (anticlinorio de Abibe-Las Palomas) son, en promedio, claramente superiores a los de la parte norte de este cinturón (anticlinorio de Turbaco). Esto puede ser el resultado de una fuente de lodo mucho más orgánica rica bajo el anticlinorio sur con respecto al del norte. Finalmente, se advierte de los riesgos potenciales a los cuales pueden estar sujetas las construcciones sobre las áreas donde ocurre diapirismo de lodo que pueden ser afectadas por el colapso de domos diapíricos.

  • português

    Os diápiros de lodo são estruturas sedimentárias produzidas pela intrusão de lodo através de uma roca hospedeira. Neste estudo, os modelos análogos de diapirismo de lodo mostraram que o gás gerado a partir da decomposição da matéria orgânica contida no lodo diapírico tem um papel fundamental na geração destas estruturas. O objetivo deste estudo foi provar a hipótese da existência de uma relação entre o conteúdo de matéria orgânica (TOC) do lodo e a altura máxima dos domos diapíricos. Nossos experimentos foram realizados em caixas de areia de 20 x 20 x 16 cm de tamanho, utilizando nove combinações de lodo com os valores TOC de 1.6 - 4.3 %, com 5 repetições para minimizar os erros aleatórios. Os resultados deste estudo confirmam que uma relação lineal da altura máxima (mm) = 12.7xTOC (%) - 18.16 explica as elevações medidas. Além disso, foi estabelecida uma relação lineal inversa entre o TOC e o momento em que os domos atingiram a h max. A observação das alterações morfológicas sofridas pelos domos durante sua evolução possibilitou o reconhecimento de etapas evolutivas que podem ser comparadas com a geomorfologia dos domos de lodo na natureza. As relações estabelecidas neste estudo são úteis para gerar hipóteses sobre o conteúdo de matéria orgânica em áreas de diápiros de lodo ativos. Por exemplo, as elevações no sul da Faixa diapírica de Sinú na Colômbia (anticlinório de Abibe-Las Paolomas) são, em média, claramente superiores àqueles da parte norte desta faixa (anticlinório de Turbaco). Isso pode ser resultado de uma fonte de lodo muito mais orgânica em rica sob o anticlinório sul a respeito do norte. Finalmente, advertem-se os riscos potenciais aos quais podem ficar sujeitas as construções sobre as áreas onde ocorre diapirismo de lodo que podem ser afetas pelo colapso de domos diapíricos.

  • English

    Mud diapirs are sedimentary structures produced by mud intrusion through a host rock. In this study, analog models of mud diapirism showed that gas generated from decomposition of organic matter contained in diapiric mud plays a fundamental role in the generation of these structures. This study is aimed to test the hypothesis that a relationship exists between the mud organic matter content (TOC) and the maximum height of diapiric domes. Our experiments were performed using sand boxes 20 x 20 x 16 cm in size, using nine mud combinations with TOC values that ranged between 1.6 and 4.3%, repeated 5 times to minimize random errors. Results of this study confirm that a linear relationship of the maximum height (mm) = 12.7xTOC (%) - 18.16 explains the elevations measured. In addition, an inverse linear relationship between TOC and the time at which the domes reached h max was established. Observation of the morphological changes undergone by domes during their evolution allowed recognition of evolutionary stages that can be compared to the geomorphology of mud domes in nature. The relationships established in this study are useful to generate hypothesis about the organic matter content under active mud diapiric areas. For example, the elevations in the south of Colombias Sinú diapiric Belt (Abibe-Las Palomas Anticlinorium) are, on average, clearly higher than those in the northern part of this belt (Turbaco Anticlinorium). This may be the result of a much more organic-rich mud source under the southern Anticlinorium relative to the north. Finally, a warning is made on the risks of constructions above areas where mud diapirism occurs, which can be affected by the collapse of diapiric domes.