Resumen de Electrical resistivity imaging of a seismic region in northern Baja California, Mexico

Ricardo Antonio Carpio, José Manuel Romo Jones, José Frez, Enrique Gómez Treviño, Francisco Suárez Vidal

• español

  La conductividad eléctrica de la corteza en la región sísmica de Ojos Negros, en el norte de Baja California, México, fue investigada mediante un perfil de 45 km de longitud con 17 sitios de observación magnetotelúrica (MT). En esta región la actividad sísmica consiste principalmente de micro-sismos, que ocurren a profundidades entre 13 y 15 km de profundidad, según lo muestran los registros de una red sismológica local colocada específicamente para estudiar la zona. La distribución espacial de epicentros muestra que esta actividad no ocurre a lo largo de las fallas conocidas, sino que se distribuye difusamente dentro del valle de Ojos Negros. Los datos MT fueron interpretados aplicando algoritmos de inversión en 2‑D, tanto a las respuestas invariantes serie y paralelo como a las respuestas tradicionales TE y TM de Groom-Bailey. Los modelos de resistividad encontrados con ambos procedimientos son similares.

  Los modelos revelan que la distribución de hipocentros está fuertemente correlacionada con una anomalía de baja resistividad. La mayor parte de los eventos sísmicos se aglutinan en una zona con un fuerte gradiente de resistividad, localizada en el borde de la anomalía conductora.

  La forma de la anomalía conductora y la ubicación de los eventos sísmicos sugieren que la falla Ojos Negros es una importante estructura lístrica que acomoda movimiento normal y lateral derecho. El gran contraste de resistividad en ambos lados del plano de falla está relacionado probablemente con un contraste litológico, entre rocas metamórficas en el bloque de piso y rocas plutónicas en el bloque de techo de la falla. La extensión a profundidad del plano de falla parece separar rocas metamórficas dúctiles, altamente conductoras, de rocas graníticas más quebradizas de resistividad intermedia. El modelo de resistividad obtenido a partir de los datos MT junto con la información sísmica nos ha permitido construir explicaciones que no podrían obtenerse con cada una de estas técnicas separadamente, y que proporcionan información valiosa sobre las condiciones físicas de las rocas de la corteza media en el área de estudio.

• English

  Magnetotelluric (MT) observations collected at 17 sites along a 45-km profile were used to investigate the electrical conductivity structure in the Ojos Negros seismic zone, in northern Baja California, Mexico. In this region, seismic activity registered by a local network consists mainly of micro-earthquakes that occur at depths between 13 to 15 km. Epicenters mapped at the surface show that seismic activity is not aligned with known faults but is scattered over the Ojos Negros valley. We interpret the MT data using 2-D inversion codes applied to series and parallel invariant responses, and also to traditional Groom-Bailey’s TE and TM responses. The resistivity models obtained for both approaches are similar. The models reveal a high conductivity anomaly closely correlated with the distribution of hypocenters at depth.

  Most of the seismic events cluster in a zone of maximum resistivity gradient located at the rim of the high-conductive anomaly. The shape of the conductivity anomaly and the spatial attitude of the seismic events suggest that Ojos Negros fault is a major listric structure accommodating normal and dextral strike-slip movement. The large resistivity contrast across the fault-plane is probably related to a compositional contrast between metamorphic rocks in the footwall and plutonic rocks in the hanging wall of the fault. The fault-plane at depth seems to separate ductile, highly conductive metamorphic rocks from more brittle, mid-resistivity shattered granitic rocks.

  The MT resistivity model and the earthquake data together yield an explanation that either technique could not provide alone, throwing light on the physical conditions of the rocks in the middle crust.