ALUMNOS: HERNÁNDEZ SOTO RAÚL MARTÍN

RODRIGUEZ DÁVILA GERARDO* MENDEZ RODRIGUEZ MARTIN *LUIS LUIS ALBERTO REAL

| FACULTAD DE INGENIERÍA | 06 de mayo de 2015

GEOLOGÍA DEL SUBSUELO REPORTE DE PRÁCTICAS DE NÚCLEOS Y ESQUIRLAS

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INTRODUCCIÓN: MUESTRAS DE CANAL

Las muestras de canal son fuente importante de información durante una

perforación, pues sirven para determinar la litología de la roca que se está perforando

y a través de un análisis más exhaustivo se puede verificar la presencia de

hidrocarburos.

Dichas muestras son recuperadas de las “temblorinas” después de obtener el tiempo

de atraso con respecto a la perforación y su profundidad. Una vez que son

recuperadas las muestras de canal se lavan, debido a que son acarreadas por el lodo

que tiende a mezclarse con los recortes y dar resultados erróneos.

Una vez lavada la muestra para determinar la litología se coloca húmeda en una

capsula de fondo petri, se realiza su descripción bajo el microscopio estereoscópico,

se analiza y clasifica según su composición mineralógica, color, tamaño de grano,

forma, selección, etc.

DESARROLLO: El equipo deberá seleccionar 10 muestras de canal del pozo San Lorenzo Tezonco de

todas las muestras recuperadas.

De acuerdo en lo que se vea en el registro y donde se observe un cambio físico en las

muestras, se tomara una porción de muestras de canal.

Después se analizaran las muestras con el microscopio para poder determinar: la

composición mineral, la paleontología (si es posible) y detectar cualquier indicio

visual de hidrocarburos, realizando las observaciones pertinentes para determinar la

calidad de la roca que se perforo.

Por ultimo ubicar las muestras de canal (recortes) en el registro y finalmente realizar

un corte geológico con la información obtenida y hacer la discusión y las

conclusiones.

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ANÁLISIS DE LOS RESULTADOS:

Muestra Prof. Composición

Mineral

Tamaño Forma Selección

662 m Feldespatos,

Cuarzo, Micas,

Sulfuros,

Óxidos

Medios a

gruesos

Subangulosos Mal seleccionados

706 m Feldespatos,

Cuarzo, -

Óxidos

medios a

gruesos

subangulosos-

Subredondead

os

Moderadamente

seleccionados

744 m Feldespatos,

Cuarzo,

Sulfuros,

Óxidos

medios subangulosos-

Subredondead

os

Moderadamente

seleccionados

774 m Feldespatos,

Cuarzo,

Sulfuros, -

fragmentos de

roca ígnea

Finos a

gruesos

Subangulosos Mal seleccionados

798 m Feldespatos,

Cuarzo,

Sulfuros,

fragmentos de

roca ígnea

Finos a

medios

Subangulosos Mal seleccionados

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812 m Feldespatos,

Cuarzo,

fragmentos de

roca ígnea.

Muy finos

a gruesos

Subangulosos Mal seleccionados

840 m Feldespatos,

Cuarzo,

fragmentos de

roca ígnea.

Muy finos Angulosos Moderadamente

seleccionados

852 m Feldespatos,

Cuarzo,

Arcillas,

fragmentos de

roca ígnea.

Finos,

medios y

gruesos

Subredondead

os

Mal seleccionados

930 m Feldespatos,

Cuarzo,

Arcillas,

fragmentos de

roca ígnea.

Finos a

medios

Angulosos y

Subredondead

os

Mal seleccionados

954 m Feldespatos,

Cuarzo,

Arcillas,

fragmentos de

roca ígnea.

Muy finos

a medios

Angulosos Mal seleccionados

Las muestras elegidas obedecen a los anómalos cambios observados en el registro

geofísico y la correlación entre los cambios de granulometría, composición, color,

redondez, y esfericidad (entre otras) en las muestras de canal, ello permitía mayor

coherencia en la interpretación.

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CORTE GEOLÓGICO

Muestra las diferentes litologías a distinta profundidad.

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CONCLUSIONES: Como podemos ver en nuestros datos todo indica que se trata de una Cuenca

sedimentaria con gravas, arenas (gruesas a finas) y también limo, se puedo observar

que en los últimos metros de profundidad hay fragmentos de roca ígnea como un

basalto o rolita.

Algo que pudimos notar es que aunque no está muy marcado el tamaño de grano,

este se va volviendo más fino conforme a la profundidad.

Comparándolo con los datos del registro y específicamente con la curva de

resistividad vemos que esta va disminuyendo conforme a la profundidad por lo que

es posible que se puedan alojar hidrocarburos en esas rocas.

BIBLIOGRAFÍA: http://www.ptolomeo.unam.mx:8080/xmlui/bitstream/handle/132.248.52.100/118/A

5.pdf?sequence=5

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ANEXO: La siguiente información obedece a diferentes investigaciones en diversos contextos,

que sea de forma directa o indirecta, muestra información sobre la historia geológica

de la Ciudad de México.

LA ESTRUCTURA CENOZOICA DE LA PORCIÓN SUR DE LA CUENCA DE

MÉXICO DESDE UNA PERSPECTIVA GRAVIMÉTRICA DE 3D

Por Díaz Molina Oscar, Cabral Cano Enrique, Chávez Segura Rene

Efraín y Correa Mora Francisco

Instituto de Geofisica, UNAM

Este trabajo describe la interpretación estructural de un modelo gravimétrico de 3D

para una región que cubre la mayor parte de la zona metropolitana de la Ciudad de

México. Estos resultados se correlacionan con la información de subsuelo de Pérez-

Cruz (1988) para obtener una visión de la estructura del subsuelo de la porción sur

de la Cuenca de México lo cual nos ha permitido reconocer varias fallas cenozoicas

que definen su estructura. La imagen gravimétrica muestra fuertes indicios de

sistemas de fallas normales con orientación E-W y NE-SW las cuales ejercen un

control sobre el depósito de paquetes sedimentarios y volcánicos bajo la ciudad de

México. Algunas de las fallas reportadas previamente como es el caso de la falla

Mixhuca representan solo un segmento de un sistema mayor quedefine un alto

estructural (Alto Mixhuca) que se extiende sobra una gran parte de la Ciudad de

México. Este estilo estructural se continua al sur hacia la región de Xochimilco-

Chalco donde se define un geometría de graben y horst que afecta el paquete de

basaltos de edad Mioceno-Oligoceno. Se presentan además los resultados

preliminares de la modelación de nuevos transectos gravimétricos que cruzan estas

estructuras.

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LOS SUELOS LACUSTRES DE LA CIUDAD DE MÉXICO

Por Jorge Abraham Díaz-Rodríguez

La ciudad de México es una de las metrópolis más antiguas en el hemisferio

occidental. Ocupa una planicie antigua (que fue un lago) rodeada por montañas con

más de 16 millones de personas en un área de aproximadamente 1500 kilómetros

cuadrados. El subsuelo de la ciudad de México tiene propiedades únicas. El contenido

de agua es mayor a 400 %, el índice de plasticidad excede 300% y el índice de

compresión Cc puede llegar a un valor de 10, cuando en la mayoría de los suelos es

menor a 1. Lo anterior, ubica a los sedimentos lacustres de la ciudad de México como

altamente compresibles, lo que ha dado lugar a intrincados problemas de

cimentación para la construcción de edificios elevados y de gran peso en la ciudad de

México. El antecedente más completo sobre la caracterización del subsuelo de la

ciudad de México se debe a Marsal y Mazari (1959), en tanto que la experiencia más

exitosa sobre la ingeniería de cimentaciones en la ciudad de México se debe a

Zeevaert (1957a, 1972).

La región en donde se ubica la ciudad de México tiene alta sismicidad, como quedó

constatado el 19 de septiembre de 1985, al ocurrir un terremoto frente a la costa del

pacífico, con una magnitud 8.1 Ms y una intensidad variable que alcanzó IX en

algunas partes de la ciudad. El sismo causó que muchos edificios sufrieran

asentamientos excesivos e inclinaciones importantes, incluso el derrumbe total de

algunas estructuras. Durante el sismo se perdieron más de 20,000 vidas y los daños

se estimaron en más de 5,000 millones de dólares. Existe una fuerte correlación entre

la distribución espacial del daño asociado al evento de 1985 y la ubicación de los

sedimentos lacustres; por tanto se tiene la certeza de que las características y

propiedades del subsuelo de la ciudad de México desempeñaron un papel principal

en tan desastroso evento.

Los sedimentos lacustres de origen volcánico de la ciudad de México presentan

propiedades índices y mecánicas singulares, que no se ajustan a los patrones de

comportamiento de la mayoría de los suelos. Su comportamiento mecánico, tanto

estático como dinámico es complejo y a la fecha aún presenta desafíos de

interpretación. En general, el ángulo de fricción interna de los suelos disminuye al

aumentar el índice de plasticidad, sin embargo el subsuelo de la ciudad de México

presenta un ángulo de fricción de 43° comparable en magnitud con el de las arenas

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Los suelos de la ciudad de México son sedimentos heterogéneos, volcánicos,

lacustres, con una proporción y variedad de microfósiles (ostrácodos y diatomeas)

que adicionan compuestos solubles generados por la alteración de sus exoesqueletos

y que forman parte de la microestructura del suelo (Díaz-Rodríguez et al., 1998). Esto

influye de tal manera en su comportamiento que los suelos no pueden considerarse

dentro de una clasificación simple.

ANÁLISIS NUMÉRICO ACOPLADO DE LOS DESPLAZAMIENTOS VERTICALES

Y GENERACIÓN DE FRACTURAS POR EXTRACCIÓN DE AGUA SUBTERRÁNEA

EN LAS PROXIMIDADES DE LA CIUDAD DE MÉXICO

L. Antonio Aguilar–Pérez1, M. Adrián Ortega–Guerrero2, José Lugo–Hubp3 y

Dalia del C. Ortiz–Zamora4

En este artículo se presenta un análisis numérico acoplado de las ecuaciones de flujo

de agua subterránea y geomecánica, para evaluar la deformación vertical del terreno

asociada a la extracción de agua subterránea en escenarios de acuífero libre y acuífero

confinado; en este último se analizan adicionalmentelas condiciones deformación de

fracturas hidrodinámicas. En la parte numérica, se obtuvo la solución analítica de

una integral que permite obtener los esfuerzos y desplazamientos que se generarían

por la extracción de agua subterránea. La zona de estudio se ubica al NE de la Ciudad

de México, en la región comprendida por el cono volcánico del Pleistoceno, conocido

como el Peñón del Marqués, y sus alrededores, donde se encuentra el acuitardo

lacustre sobre el cual se ubica la Ciudad de México. Tanto en el acuífero volcánico

como en el acuitardo, se identificaron la distribución y características de diferentes

fracturas que empezaron a formarse aproximadamente 1.5 a 2 décadas después de

iniciarse la operación de un sistema de nueve pozos (Sistema Peñón). Los datos

históricos de elevación del terreno, volúmenes de extracción y propiedades

hidráulicas y geomecánicas se incorporaron al modelo numérico para realizar un

análisis de sensibilidad y obtener la distribución de los parámetros que mejor

reproducen la deformación vertical del terreno. Los resultados muestran que la

extracción del Sistema Peñón, con un promedio de 527 L/s, ha causado una

disminución de la carga hidráulica hasta de 35 metros en casi 40 años, dando lugar a

una variación en la elevación del terreno superior a los seis metros para el acuífero

confinado y de ocho metros para el no confinado. Los parámetros más sensibles a la

deformación vertical fueron, en orden de importancia, el coeficiente de

consolidación (Cv), la transmisividad (T) y el módulo de rigidez al corte (G), mientras

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que la conductividad hidráulica del acuífero confinado (K) es el más sensible a los

tiempos críticos de fracturamiento. Los caudales críticos de extracción en el acuífero,

de 420 L/s a 470 L/s, se sobrepasaron desde el inicio de la operación del Sistema

Peñón, causando la falla mecánica de los materiales del subsuelo para condiciones de

confinamiento. Se determinó también que es imposible ajustar la deformación con

un solo conjunto de valores hidráulicos y geomecánicos; necesariamente se tienen

que considerar dos conjuntos de valores, uno para el periodo 1960–1984 y otro para

1985–1998. Las simulaciones sugieren que, de continuarse con los actuales caudales

de bombeo, la deformación total vertical del terreno será cercana a los diez metros

para el año 2025.

NEW CONSTRAINTS ON THE SUBSURFACE GEOLOGY OF THE MEXICO CITY

BASIN: THE SAN LORENZO TEZONCO DEEP WELL, ON THE BASIS OF

40AR/39AR GEOCHRONOLOGY AND WHOLE-ROCK CHEMISTRY

J.L. Arce a,⁎, P.W. Layer b, E.Morales-Casique a, J.A. Benowitz b, E. Rangel c, O.

Escolero a

La subsidencia que presenta la Ciudad de México, debido a la extracción del agua del

subsuelo, y a la creciente demanda de la misma por la explosión demográfica tan

acelerada. Por ello, conocer la geología de la cuenca de México permite mejorar los

modelos conceptuales de subsuelo, que son cruciales para la rama hidrogeológica y

la investigación sísmica.

La cuenca está rodeada por la Sierra de las Cruces, Sierra Nevada, Sierra

Chichinautzin y Sierra de Pachuca. Ubicado en la zona de zona del eje volcánico

transmexicano, lo que le relaciona a la zona de subducción de las placas Rivera y

Cocos con la Norteamericana.

Todo indica que la información que se posee de la estratigrafía del subsuelo de la

Ciudad de México está incompleta, pues se a pesar de que se han realizado 55

perforaciones donde se han capturado los núcleos, no se han publicado los reportes

al respecto. Se perforó el pozo San Lorenzo, por la compañía SCAMEX, en las

cercanías a Mixhuca y Tulyehualco, por PEMEX. El resultado de la datación 40Ar/39Ar

y circón por U-Pb. El resultado fue que la actividad volcánica está presente desde

hace más de 18 Ma, produciendo flujos de lava y otros depósitos piroclásticos.

En el artículo se menciona la dificultad de trabajar con recortes, pues representa un

alto grado de incertidumbre respecto a la orientación vertical de la muestra, además

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de que se mezcla con material joven y se ve contaminado de igual manera por el lodo

de perforación.

Al analizar las muestras en lámina bajo el microscopio, y utilizar fluorescencia de

rayos x en 23 muestras y para revisar elementos traza con mayor precisión el

espectrómetro de masa (estudios realizados por la UNAM) se concluye que la roca es

de composición calci-alcalina.

Por su parte, el análisis de U-Pb de los circones, prueba que según el patrón de REE,

todos los cristales fueron de origen magmático.

La columna estratigráfica del Pozo San Lorenzo Tezomoc está compuesta por

diferentes litologías referenciadas por los estudios mencionados; las litologías

presentes como riolitas , dacita, andesita, ignimbrita, limos, entre otras.

Por último, se concluye que no hay una base de rocas sedimentarias en este pozo. Los

primeros 70 m son solo depósitos lacustres y fluviales, seguidos por una gruesa

secuencia de depósitos volcánicos que varían de edad de 18 a 0.25 Ma. Las unidades

identificadas fueron Andesita del Eoceno, andesita basáltica de San Nicolás, la

formación de Tepoztlán, volcanismo del mioceno en Sierra de las Cruces, y los

productos del área volcánica del Chichinautzin.

RESULTADOS DEL POZO SAN LORENZO TEZONCO Y SUS IMPLICACIONES

EN EL ENTENDIMIENTO DE LA HIDROGEOLOGÍA REGIONAL DE LA CUENCA

DE MÉXICO

Eric Morales-Casique*, Oscar A. Escolero y José L. Arce

El suministro de agua es un aspecto crítico para el funcionamiento de la Ciudad de

México. El 50 % del volumen de agua que requiere la ciudad, proviene del acuífero

bajo de la ciudad de México, y esta extracción ha ocasionado el descenso sostenido

del nivel piezométrico en el acuífero, así como despresurización y consolidación del

acuitardo que sobreyace al acuífero, ocasionando subsidencia en el terreno.

Se realiza una descripción litológica obtenida con base en el análisis de muestras de

recorte y se discuten las fuentes de incertidumbre en estos resultados. Se realizan los

resultados de las mediciones efectuadas durante la perforación y las pruebas

hidráulicas, los registros geofísicos y su relación con la litología observada.

Los resultados de las características químicas e isotópicas de agua extraída de un

tramo ranurado pertenecen del pozo de 1176 2008 de profundidad.

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Con base en el análisis del corte litológico y el registro eléctrico se ha agrupado los

materiales en 5 unidades hidrogeológicas, que son heterogéneas en su composición

y parámetros hidrogeológicos deducidos del registro eléctrico, con zonas de

alternancia de alta y baja permeabilidad. Con base en la prueba de aforo se calcularon

volúmenes promedio para la conductividad y almacenamiento específico de la.

unidad hidrogeologica que el pozo se atravesó de 1140 a 1008 m-

El registro eléctrico sugiere baja conductividad hidráulica inferida de la baja a nula

penetración del lodo de perforación. Es posible que estos estratos tengan un origen

fluvio-lacustre y es probable que se comporten como acuitardos. De confirmarse el

origen lacustre y con base en las edades reportadas por Arce(2013) estos estratos

sugieren que entre 18 y 5 Ma ocurrieron varios periodo en los que la cuenca

hidrológica estuvo cerrada.