Análisis de fracturas geológicas en el pozo Agrícola Oriental 2C, Ciudad de México y su relación con fallas mayores

Abstract

En años recientes, en la Ciudad de México se han realizado varios pozos exploratorios de hasta 2000 m de profundidad, con el fin de encontrar acuíferos que ayuden a disminuir el desabasto de agua potable para el área metropolitana. En particular, en el pozo Agrícola Oriental 2C, perforado en la Alcaldía de Iztacalco, se recuperaron varios núcleos, uno de los cuales mide 9 m, ubicado entre 1550 y 1559 m de profundidad, cercano al contacto entre rocas calcáreas del Cretácico y rocas volcánicas del Oligoceno, a ~1560 m de profundidad. El núcleo muestra que las rocas volcánicas se encuentran afectadas por una cantidad importante de fracturas, las cuales pueden ser divididas en dos familias con base en su relleno y relaciones de corte (F1 y F2). Las fracturas más jóvenes (F2) se relacionan con una falla, llamada informalmente en este trabajo falla Agrícola Oriental, que pone en contacto rocas sedimentarias y volcánicas. Las fracturas fueron caracterizadas mediante un análisis detallado de la cantidad, geometría y distribución a lo largo de una línea de muestreo, tomando en cuenta ambas familias de fracturas. Estas variables fueron expresadas en términos de intensidad de fracturas, dimensión fractal de caja y correlación, exponente de Lyapunov, coeficiente de variación y exponente de frecuencia acumulada. Los resultados obtenidos muestran que el espaciamiento entre fracturas, así como la apertura, se ajustan muy bien a una ley de potencia en un gráfico bilogarítmico de su frecuencia acumulada, por lo que las fracturas exhiben un comportamiento fractal. El valor de la intensidad de fracturas, dimensión fractal, exponente de Lyapunov y exponente de frecuencia acumulada de la apertura, disminuyen progresivamente con el aumento de la distancia a la falla, mientras que el coeficiente de variación y exponente de frecuencia acumulada del espaciamiento presentan un patrón contrario. Estos comportamientos suelen ser típicos en una zona de cizalla común, sin embargo, un aspecto importante encontrado en este estudio es la alteración de estos patrones con la presencia de un grupo de fracturas preexistentes (F1) a la formación de un nuevo grupo de fracturas (F2), lo cual provoca un aumento en la cantidad de fracturas y una redistribución de estas estructuras dentro de la zona de falla. Adicionalmente, con base en las características de las fracturas estudiadas, se propone que la falla encontrada en este estudio pertenece al sector norte de la fosa de Santa Catarina y tiene una orientación ENE-WSW.