Actualización del Modelo Sísmico de la Cuenca de Granada

• Autores: Carlos José Araque Perez
• Directores de la Tesis: Flor de Lis Mancilla Pérez (codir. tes.), María Teresa Teixidó Ullod (codir. tes.)
• Lectura: En la Universidad de Granada ( España ) en 2025
• Idioma: español
• ISBN: 9791370150662
• Número de páginas: 266
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: DIGIBUG
• Resumen
  • español

    La Cuenca de Granada está situada en el sur de la Península Ibérica, y es una cuenca intramontañosa sísmicamente activa que se enmarca en el complejo tectónico del Mediterráneo Occidental. El principal objetivo de esta Tesis Doctoral ha sido actualizar el Modelo Sísmico de esta Cuenca, proponiendo un enfoque tridimensional. Para los primeros 3 km de profundidad se ha construido un Modelo Sísmico Superficial 2.5D consistente en: la distribución de las velocidades Vp de la Cuenca, un modelo sedimentario hasta llegar al basamento y la cartografía de los principales sistemas de fallas. Esta primera parte del estudio se ha fundamentado en el reprocesado y el análisis de los datos de la campaña geofísica que Chevron Oil Company llevó a cabo entre los años 1980 y 1986, que consistió en treinta perfiles sísmicos de reflexión, dos sondeos de investigación–de 830 m y 482 m de profundidad– y un mapa de anomalías de Bouguer. Toda esta información estaba originalmente en copias en papel y ha tenido que recuperarse y transformarse a formato digital. Como aspecto novedoso, debe mencionarse que la calidad de los perfiles sísmicos se mejoró utilizando técnicas de aprendizaje automático (ML con arquitectura U-net). La segunda parte del estudio ha consistido en elaborar un Modelo Sísmico Profundo de la Cuenca hasta los 17 km de profundidad. En este caso se ha utilizado la información sísmica instrumental de, aproximadamente, 27000 sismos locales registrados y localizados por la Red Sísmica del Instituto Andaluz de Geofísica y Prevención de Desastres Sísmicos de la Universidad de Granada, durante los últimos cuarenta años. Partiendo de esta base de datos, se han generado dos modelos 3D de distribución de las magnitudes coda y momento (Mc y Mw, respectivamente) que dan cuenta del estado de estrés energético de los materiales de la Cuenca. Como colofón, se ha construido un perfil sísmico (2D) a escala cortical que cruza la Cuenca en diagonal. Para ello, se han aplicado los principios de interferometría sísmica utilizando las fases de las ondas P en una serie de sismos seleccionados. La interpretación conjunta entre el perfil sísmico y los correspondientes cortes verticales de magnitudes Mc y Mw concluye en un modelo final compatible con la propuesta de un despegue basal entre 10 y 15 km de profundidad que actúa como una zona de desacoplamiento y regula la propagación de la deformación hacia la superficie. Se constata cómo los sistemas de fallas de gran ángulo que afloran en superficie pasan a lístricos antes de llegar a la zona de despegue basal, indicando un cambio en las propiedades plásticas. También se ha determinado un sector donde la geometría de las fallas profundas cambia a antitéticas, generando una estructura de graben profundo que repercute en la superficie generando estructuras de horst-graben. Esta novedosa metodología permite caracterizar la corteza en esta parte de la Cuenca con mayor resolución, y con implicaciones relevantes en el análisis del riesgo sísmico. Adicionalmente, este protocolo innovador es replicable en otras cuencas o lugares tectónicamente activos.

  • English

    The Granada Basin, located in the southern Iberian Peninsula, is a seismically active intramontane basin within the complex tectonic framework of theWestern Mediterranean. The main objective of this PhD thesis has been to update the seismic model of the basin by proposing a three-dimensional approach. For the upper 3 km, a 2.5D near-surface seismic model was constructed, which includes the distribution of P-wave velocities (Vp), a sedimentary model down to the basement, and mapping of the main fault systems. This part of the study is based on the reprocessing and interpretation of data acquired by Chevron Oil Company during a geophysical campaign conducted between 1980 and 1986, which included thirty seismic reflection profiles, two exploratory boreholes (830 m and 482 m deep), and a Bouguer anomaly map. All of this information, originally available only in paper format, was recovered and digitized. As a novel contribution, the quality of the seismic profiles was significantly enhanced using machine learning techniques (U-net architecture). The second part of the study focuses on the construction of a deep seismic model of the basin down to 17 km depth. This was developed using instrumental seismic data from approximately 27000 local earthquakes recorded and located over the past four decades by the Andalusian Seismic Network operated by the Andalusian Institute of Geophysics and Earthquake Disaster Prevention (University of Granada). Based on this dataset, two 3D models of coda and moment magnitudes (Mc and Mw, respectively) were generated, providing insight into the distribution of seismic energy and stress state within the basin materials. As a final contribution, a crustal-scale 2D seismic profile crossing the basin diagonally was developed. This profile was constructed by applying seismic interferometry principles, using the P-wave phases of selected seismic events. The integrated interpretation of the interferometric profile and the corresponding vertical sections of Mc and Mw reveals a final model that supports the presence of a basal detachment zone located between 10 and 15 km depth. This detachment acts as a decoupling interface, regulating the upward propagation of deformation. It is also observed that the high-angle normal faults reaching the surface become listric at depth, indicating a change in plastic properties. Furthermore, a sector was identified where deep faults become antithetic, forming a deep graben structure that manifests at the surface as a minor horst–graben system. This novel methodology allows for higher-resolution crustal characterization of the basin, with relevant implications for seismic hazard analysis. Additionally, the proposed protocol is replicable and may be applied to other tectonically active basins worldwide.