Exploración sísmica de la caldera de Acoculco, Puebla

Abstract

The Acoculco Caldera is located in the eastern fraction of the Trans-Mexican Volcanic Belt (CVTM), between the municipalities of Acoculco, Chignahuapan, Zacatlán and La Soledad in the state of Puebla, located in central-eastern Mexico. In the center of this volcanic complex there is a zone with high temperatures and low permeability at depths close to 2000 m. Because it is considered a hot dry rock system, it is of great interest for a possible future exploitation and for this reason different studies have been carried out. However, there are no studies to know the structure of the high temperature zone based on the study of velocity and seismicity in the area. The objective of this work is to identify Rayleigh and Love wave velocity variations to obtain a V_s-3D velocity model through a new seismic noise tomography method. This method, unlike classical tomography, does not explicitly identify the fundamental modes, however, it considers the entire H/V spectral ratio and fits the best model considering all seismic data recorded at all stations. This method, known as multimodal surface waves in conjunction with the H/V spectral ratio, are complementary measurements to determine the structure of the Acoculco geothermal field from the characterization of shear wave propagation. For this purpose, the vertical and horizontal components of noise records from 18 broadband seismic stations that were part of the seismic network of the GEMex project: “Mexico-Europe cooperation for the investigation of enhanced geothermal systems and superheated geothermal systems” installed in the geothermal zone were used.

La Caldera de Acoculco se ubica en la fracción oriental del Cinturón Volcánico Trans-Mexicano (CVTM), entre los municipios de Acoculco, Chignahuapan, Zacatlán y La Soledad en el estado de Puebla, ubicado en la zona centro-oriente de México. Existe en el centro de este complejo volcánico una zona con elevadas temperaturas y baja permeabilidad a profundidades cercanas a los 2000 m. Debido a que es considerado un sistema de roca seca caliente ha despertado gran interés para un posible futuro aprovechamiento y por ello se han realizado diferentes estudios. Sin embargo, no existen estudios para conocer la estructura de la zona de alta temperatura basados en el estudio de velocidad y la sismicidad ocurrida en el área. El objetivo de este trabajo es identificar las variaciones de velocidad de ondas de Rayleigh y Love para obtener un modelo de velocidades Vs-3D a través de un nuevo método de tomografía de ruido sísmico. Este método, a diferencia de la tomografía clásica, no identifica explícitamente los modos fundamentales, sin embargo, considera toda la relación espectral H/V y ajusta el mejor modelo considerando todos los datos sísmicos registrados en todas las estaciones. Este método, conocido como ondas de superficie multimodal en conjunto con la relación espectral H/V, son mediciones complementarias para determinar la estructura del campo geotérmico de Acoculco a partir de la caracterización de la propagación de las ondas de corte. Para ello se emplearon las componentes verticales y horizontales de registros de ruido de 18 estaciones sísmicas de banda ancha que formaron parte de la red sísmica del proyecto GEMex: “Cooperación México-Europa para la investigación de sistemas geotérmicos mejorados y sistemas geotérmicos supercalientes” instalada en la zona geotérmica.