Universidad Nacional De San Agustín Facultad De Geología Geofísica Y Minas Escuela Profesional De Ingeniería Geofísica
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTÍN FACULTAD DE GEOLOGÍA GEOFÍSICA Y MINAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA GEOFÍSICA ANÁLISIS DE MÉTODOS GEOFÍSICOS EN LA EVALUACIÓN DEL VOLCÁN ACTIVO MISTI (REGIÓN SUR DEL PERÚ) Tesis presentada por: LILIANA ROSARIO TORRES VELARDE Para optar el Título Profesional de: INGENIERO GEOFÍSICO AREQUIPA – PERÚ 2013 A quienes me han apoyado con todo lo que tienen y son, mis padres Edgar y Luz. A mis hermanos y toda mi familia, por estar siempre a mi lado. A quien me brindo un consejo y un aliento. AGRADECIMIENTOS Este estudio ha sido realizado en el Instituto Geofísico del Perú (IGP) y en el Aso Volcanological Laboratory (AVL), Graduate School of Science, Kyoto University – Japón, gracias al apoyo de la Agencia de Cooperación Internacional de Japón (JICA). Deseo expresar mi especial agradecimiento al Instituto Geofísico del Perú, representado por su Presidente Ejecutivo, Dr. Ronald Woodman Pollit y su Director Técnico, Dr. José Macharé Ordoñez, por permitirme crecer profesionalmente en el IGP. Agradezco al Dr. Hernando Tavera, Investigador Científico Superior, Director del área de Sismología del IGP, por sus enseñanzas, su incansable apoyo, sus consejos y aliento para superarme y crecer día con día. Al Dr. Tsuneomi Kagiyama y a todo el staff de AVL, por su predisposición de enseñar y compartir sus conocimientos. Al Dr. Orlando Macedo, Investigador Científico, Director del área de Vulcanología del IGP, por permitirme iniciar las prácticas pre- profesionales bajo su dirección y siempre estar predispuesto a apoyarme en mi formación profesional. A mis compañeros y amigos del IGP de las direcciones de sismología y vulcanología, por su apoyo incondicional y sus valiosos consejos. A mis padres, hermanos y toda mi familia que siempre confió en mí, por la fortaleza y unidad que siempre han demostrado. A mis amigos por sus palabras de aliento. A los docentes de la Facultad de Geología, Geofísica y Minas de la Universidad Nacional de San Agustín de Arequipa (UNSA), quienes han contribuido en mi formación profesional. A todos Uds. “muchas gracias”. Contenido III ÍNDICE Dedicatoria ............................................................................................................................... I Agradecimientos ..................................................................................................................... II Lista de figuras ..................................................................................................................... VII Lista de tablas ...................................................................................................................... XII RESUMEN .............................................................................................................................. 1 INTRODUCCIÓN GENERAL .................................................................................................. 2 INTERES DEL ESTUDIO ................................................................................................. 4 TRABAJO PREVIOS ........................................................................................................ 4 OBJETIVOS ..................................................................................................................... 6 I. CAPÍTULO I: ASPECTOS GENERALES ....................................................................... 8 I.1 Ubicación del área de estudio .................................................................................. 9 I.1.1 Ubicación del Volcán Misti ..............................................................................10 II. CAPÍTULO II: CONTEXTO GEOGRÁFICO, GEOLÓGICO Y GEODINÁMICO ...........13 II.1 Contexto geodinámico ............................................................................................13 II.1.1 Convergencia de placas: Subducción y Colisión continental .........................14 II.1.1.1. Subducción ...........................................................................................14 II.1.1.2. Colisión continental ..............................................................................16 II.2 Contexto Geodinámico del Volcán Misti .................................................................18 II.2.1 Tectónica y Sismotectónica de América del Sur ..........................................18 II.2.2 Esquema Tectónico de los Andes Centrales de América del Sur ................20 II.2.3 Tectonismo en la Región Sur del Perú .........................................................23 II.3 Contexto Geológico del Volcán Misti .....................................................................27 II.3.1 Geología de la Región sur del Perú ...............................................................27 Análisis de métodos geofísicos en la evolución del volcán activo Misti (Región Sur del Perú). Contenido IV II.3.2 Geología y petrología del Volcán Misti ...........................................................31 II.3.2.1. Introducción .........................................................................................31 II.3.2.2. Evolución del Volcán Misti ...................................................................32 II.4 Actividad eruptiva del Volcán Misti ........................................................................36 II.4.1 Volcanismo después del Cenozoico ..............................................................36 II.4.2 Historia eruptiva del Volcán Misti durante el Holoceno (2300 años BP) ........36 II.4.3 Actividad histórica y reciente del Misti ............................................................37 CAPÍTULO III: ESTUDIO DE VOLCANES ACTIVOS A TRAVÉS DE MÉTODOS GEOFÍSICOS ........................................................................................................................39 III. MÈTODOS DE OBSERVACIÓN ...................................................................................39 III.1 Métodos sísmicos ...................................................................................................39 III.1.1 ¿Qué es un sismograma? .............................................................................40 III.1.2 Clasificación de los registros sísmicos ..........................................................40 III.1.3 Otras clasificaciones ......................................................................................46 III.2 Deformación en suelo volcánico (métodos geodésicos) ........................................48 III.2.1 ¿Por qué podrían ser medidas las deformaciones del suelo? ......................48 III.2.2 Estudios basados en GPS (Sistema de Posicionamiento Global) ................50 III.3 Métodos eléctricos ..................................................................................................51 III.3.1 Estudios de Potencial Espontáneo (SP) .....................................................51 III.3.1.1. El SP en la actividad geotermal ..........................................................54 III.3.1.2. Anomalía de SP observada en regiones volcánicas ...........................62 III.3.1.3. Principales mecanismos de Potencial Espontáneo en los volcanes .................................................................................................63 III.4 Estudios de resistividad ..........................................................................................64 III.5 Observaciones geotérmicas ...................................................................................66 III.5.1 Mediciones de la temperatura superficial por imágenes Infrarrojas “IR” ........67 III.5.2 Mediciones de geo-temperatura .....................................................................67 CAPÍTULO IV: APLICACIÓN DE MÉTODOS GEOFÍSICOS DEL VOLCÁN MISTI ..........69 IV. MÉTODOS DE OBSERVACIÓN EN EL VOLCÁN MISTI .............................................69 IV.1 Monitoreo sísmico ..................................................................................................69 IV.1.1 Tipos de señales sísmicas ..........................................................................69 Análisis de métodos geofísicos en la evolución del volcán activo Misti (Región Sur del Perú). Contenido V IV.2 Estudios de Potencial Espontáneo (SP) ................................................................ 71 IV.2.1 Relación entre SP y Altitud .........................................................................72 IV.2.2 Distribución de Potencial Espontáneo ........................................................73 IV.2.3 Interpretación de las anomalías de Potencial Espontáneo ........................76 IV.2.3.1. Efecto topográfico sobre el cono central .............................................79 IV.2.4 Modelo de Potencial Espontáneo en el volcán Misti (perfiles 1 y 6) ..........83 IV.2.4.1. Sección transversal SP .......................................................................83 IV.2.4.2. Resultado de la sección transversal SP ..............................................85 IV.3 Análisis geotérmico ................................................................................................87 IV.3.1 Tiempo de Variación de Geo-temperatura .................................................87 CAPÍTULO V: RESULTADOS OBTENIDOS DE LA APLICACIÓN DE MÉTODOS GEOFÍSICOS: VOLCÁN MISTI ...........................................................................................92 V. RESULTADOS ...............................................................................................................92 V.1 Por métodos sísmicos