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Modelación de temperaturas bajo la Caldera de Los Humeros, Puebla, México, en términos de profundidad de la cámara magmática
Modelación de temperaturas bajo la Caldera de Los Humeros, Puebla, México, en términos de profundidad de la cámara magmática
Autor
Castillo Román, J.; Depto. de Geometría, Div. Fuentes de Energía, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Cuernavaca, Mor., México.
P. Verma, S.; Depto. de Geometría, Div. Fuentes de Energía, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Cuernavaca, Mor., México.
Andaverde, J.; Depto. de Geometría, Div. Fuentes de Energía, Instituto de Investigaciones Eléctricas, Cuernavaca, Mor., México.
Institución
Resumen
Se presentan los resultados de un modelado térmico de la cámara magmática subyacente a la caldera de Los Humeros, situada en la parte oriental del Cinturón Volcánico Mexicano. La distribución de temperaturas obtenidas a partir de una cámara magmática colocada a diferentes profundidades (4, 5 y 6 km) presenta una mayor sensibilidad a la profundidad cuando su evolución es aún reciente (~0.1 Ma). Para una cámara magmática con un tiempo de evolución mayor (~0.6 Ma), las diferencias de temperatura disminuyen, ya que el cuerpo magmático ha sido prácticamente solidificado. La simulación con rocas secas y saturadas resultó con baja sensibilidad, debido a la escasez de datos reales sobre las propiedades térmicas. Es necesario tomar en cuenta el efecto térmico de la cristalización fraccionada en la cámara magmática para obtener una mejor estimación de las temperaturas calculadas. Se postuló una re-inyección de material basáltico en la cámara magmática (~62 km3), siendo suficiente para incrementar en ~50°C la temperatura en toda la cámra. La convección fue simulada considerando sistemas mediana o altamente convectivos, a una profundidad entre 700-2200 m. Las conductividades térmicas fueron incrementadas diez y veinte veces (10K y 20K) respectivamente. Los mejores resultados se obtuvieron con el sistema altamente convectivo. La isoterma de 200°C correspondió a las temperaturas medidas en los pozos H-12, H-10, H-9 y H-6 (cámara magmática a 4 y 5 km). Las temperaturas calculadas para la cima de la cámara fueron de 400° a 500°C y las temperaturas máximas calculadas para el centro de la cámara magmática fueron de 600° a 650°C a profundidades de 7 y 8 km. Results of thermal modelling of a mamga chamber in Los Humeros Caldera, located in the eastern part of the Mexican Volcanic Belt, are presented. The temperature distributions obtained from a magma chamber at different depth (4, 5 and 6 km) are depth-sensitive for relatively recent magma chambers (~0.1 Ma). For older magma chambers (~0.6 Ma), the differences in predicted temperatures are much smaller because the magma bodies are practically solidified. The simulation using dry and saturated rocks shows rather low differences between predicted temperatures, probably due to lack of actual data on thermal properties. By taking into account the thermal effects of fractional crystallization within the magma chamber, a better agreement between the calculated and the measured temperatures is obtained. At least one episode of re-injection of basaltic magma as well as convection effects in shallow layers (1-2 km depth) must be assumed. An injected volume of ~62 km3 magma, sufficient to increase the temperature in the magma chamber by ~50°C, has been postulated. Convective processes were simulated by a convective layer at a depth of 700-2200 m, increasing the thermal conductivities to 10 and 20 times. The best results correspond to the highly convective model (thermal conductivity of 20K for the convective layer). The 200°C computed isotherm agrees well with the measured temperatures in the wells H-12, H-10, H-9 and H-6 (magma chamber at 4 and 5 km). The temperatures calculated at the top of the magma chamber are 400° to 500°C, while the maximum temperatues found at the center of the chamber are 600° to 650°C at depths of 7 to 8 km.
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