For: Griselda Marroquin

RESUMEN

Con el objetivo de monitorear la actividad sismicalocal tipo enjambre, iniciada el 22 de febrero de 1991 enlos alrededores del Volcan Conchagua, departamento de LaUnion, una red sismica de tres estaciones portatiles fueinstalada en los alrededores de este, registrandose en elperiodo del 25 de febrero al 31 de marzo aproximadamente7211 sismos, de los cuales para este informe seseleccionaron 72.

La maxima concentraci6n de los sismos seleccionadosfue delimitada por las coordenadas longitud oeste(87.865° y 87.8400) y latitud norte (13.245° y 13.290°) , laprofundidad focal estuvo comprendida entre 1 y 7kil6metros, observandose una concentraci6n entre 1 y 1.5km., el rango de magnitud estuvo comprendido entre 0.9 y2.6 (magnitud en base a duraci6n de la senal sismica), noobstante se registraron eventos fuera del rango antesmencionado, pero debido a la falta de claridad en elregistro no fue posible analizarlos. Segun suscaracteristicas la presente sismicidad ha sidoclasificada de tipo A.

1.0 INTRODUCCION

El d1a 22 de febrero de 1991 un sismo sensible de magnitud 3.4ocurrio frente a las costas del departamento de La Union, el cualse cree fue la causa de que el fallamiento local en los alrededoresdel Volcan Conchagua se activara, dando inicio a una serie s1smicalocal tipo enjambre con intensidades maximas de V en la escalaMercalli Modificada (Departamento de Sismolog1a, Centro deInvestigaciones Geotecnicas) .

El objetivo principal de este trabajo es localizar de unamanera precisa y caracterizar una de las zonas de mayor actividadsismica de El Salvador, la cual se ha denominado fuente sismica

1

Conchagua, esta forma parte de la zona de debilidad tect6nicaconocida como fosa central o graben, la cual se extiende de este aoeste cubriendo practicamente toda la parte media del territoriosalvadorefio.

El monitoreo de esta serie sismica se realiz6 con una red de3 estaciones portatiles con registro sobre papel abumado, desde el25 de febrero basta el 31 de marzo de 1991. Para localizar el areaepicentral se tom6 una muestra de 72 sismos. Los eventos de estamuestra fueron localizados usando el programa HYPO71PC (Lee andValdes, 1985) .

El presente trabajo consta de referencias geol6gicas ysismicas, instrumentaci6n, caracteristicas del enjambre, discusi6nde resultados, conclusiones y recomendaciones.

2.0 REFERENCIAS GEOLOGICAS y SISMICAS

El Salvador, esta formado en mas de un 90% por rocasvolcanicas de los periodos geol6gicos del terciario y cuaternario.El resto 10 conforman sedimentos pertenecientes al mesozoico yterciario inferior, los cuales unicamente se encuentran en elextremo noroeste de la republica, (Geografia de El Salvador, 1986) .El area epicentral del enjambre que se presenta en este trabajoesta constituida por rocas efusivas basicas de la epoca pleistocenadel periodo cuaternario (Mapa Geol6gico de El Salvador) .

El mayor rasgo estructural de El Salvador 10 constituye lafosa central. El origen de esta se explica de la siguiente manera.En el terciario superior, fuerzas de compresion regional dieronlugar a la formacion de un geoanticlinal, que se extiendeparalelamente a la costa del Pacifico, desde Guatemala hastaNicaragua. Posteriormente, fuerzas de tension a 10 largo de lacresta de este geoanticlinal dieron lugar a una zona de fallas,seguidas de un hundimiento, formandose finalmente la fosa centralo graben.

Esta fosa se caracteriza por una con stante actividad sismicay sus principales caracteristicas se resumen de la siguiente manera(Geografia de El Salvador, 1986) .

-Morfo16gicamente, esta relacionada con la cadena de volcanes

-Geol6gicamente, esta asociada con el sistema tect6nico WNW,el cual a su vez mantiene una posici6n paralela a la cadenavolcanica joven.

Los hipocentros alcanzan profundidades de mas o menos 10km por 10 que la energia sismica se concentra en un area

2

limitada.

-Los sismos se originan debido a movimientos recientes de lasregiones superiores de la corteza terrestre.

Con base en la historia sismica de El Salvador, elDepartamento de Investigaciones Sismol6gicas del Centro deInvestigaciones Geotecnicas ha delimitado algunas de las zonas demayor actividad sismicas dentro de la fosa central (Figura 1) .Entre ellas se pueden mencionar las siguientes!

-Ahuachapan-Apaneca -Izalco-Ateos -Sacacoyo-Area San Salvador-San vicente-Berlin-Conchagua y otras

Dentro de estas zonas con frecuencia se dan enjambressismicos. Uno de los mas recientes es el de Conchagua, el cual esobjeto de este trabajo.

2.1 ESTRUCTURA DEL VOLCAN CONCHAGUA

El Volcan Conchagua es un macizo volcanico de dos picos,situado en la margen occidental de la bahia de Fonseca. Ambospicos, el Cerro del Ocote en el occidente y el Cerro de la Banderaen el este, se encuentran sobre una linea de rumbo N70oE, ladistancia entre ellos es de 2.3 kms. El barranco de erosion enforma de cuchara, en la cima del Cerro de la Bandera, tiene rumboENE, en direccion a la punt a de Chiquirin, Figura 2.

Segun Meyer-Abich (1956) , el macizo del Conchagua sin duda esbastante viejo y fuertemente atacado por la erosion. En ninguno delos picos se reconoce signos de una actividad volcanica reciente.Sin embargo, se reconocen en las fotos aereas dos pequefias areasexcentas de vegetacion; una un poco abajo de la cima del Cerro deOcote en su falda sureste, la otra en la pendiente sur del Cerro dela Bandera. Lo cual parece indicar que en estos lugares existieroncampos fumarolicos respectivamente solfataricos.

Segun el mapeo geo16gico realizado por la misi6n Alemana en ElSalvador (1967-1971), en las cercanias de este volcan existenfallas geo16gicas con diversas direcciones, la mas sobresalienteesta ubicada al costado noroeste y tiene una forma semicircular(Figura 3) .

3

Segun inspecci6n realizada durante el periada del enjambre, elDepartamenta de Investigacianes Geal6gicas, del Centra deInvestigacianes Geatecnicas, reparta que la falla antes mencianadamuestra evidencias de mavimienta, dicha afirmaci6n esta basada en:

a. Presencia de pequefios deslizamientos de tierra a 10 largode la escarpadura.

b. La mayaria de dafias causadas par la sismicidad en estudiase cancentr6 en las cercanias de dicha falla.

TIPOS DE SENALES SISMICAS VOLCANICAS3.0

A continuaci6n se dan doS de las categorias generalescomunmente utilizadas en clasificar los sismos vo1canicos; tal como10 enfatiz6 Newhall (1984), las categorias de la sismicidadvolcanica pueden exhibir gradaciones y traslapes considerables.

TIPO A. Estos sismos generalmente ocurren a profundidades entre1 y 10 km. debajo del volcAn y se caracterizan por unarubrica sismica de alta frecuencia con fases biendistinguibles de las ondas p y S. No se les puededistinguir de sismos de periodo corto o tectonicoscausados por fracturamiento de origen no-volcAnico de laroca. Se infiere que los sismos de tipo A se generan porel fracturamiento de la roca en respuesta a la intrusiony migracion de magma, o a la expansion de fluidosgeotermicos de alta presion.

TIPO B. Los sismos de tipo B generalmente ocurren a protundidadesiguales o menores a 1 kmt tienen un contenido mas bajo detrecuencia que los eventos tipo A y tienen tases muyemergentes de ondas p y S que son diticiles de distinguirsin ambiguedad. AI igual que los eventos del tipo At sepiensa que estos se torman por tracturamiento de la rocatpero la diterencia en las caracteristicas de la rubricasismica parece que retleja etectos del recorrido de lasondas sismicas de estos tocos someros a traves de capasheterogeneas de ceniza y lava.

4

Figura 1Zonas de mayor actividad sismica en El Salvador

Figura 2Estructura del volcan Conchagua y sus alrededores,

El Salvador, 1986) .(Geografia de

~

5

4.0 INSTRUMENTACION

Debido a la intensa actividad sismica, a partir del 22 defebrero de 1991 en la parte sur del departamento de La Union y dadoque la estacion telemetrica mas cercana a dicha area esta a unos 55kms. al noroeste y era casi imposible monitorear la actividadmicrosismica, El Departamento de Investigaciones 8ismologicas delCentro de Investigaciones Geotecnicas; instalo el dia 25 defebrero una red sismografica portatil de 3 estaciones, de la marcaKinemetrics modelo P8-1 y sismometros 88-1 Ranger con un sistema deregistro directo sobre papel ahumado, con una amplificacion maximade 50 decibeles. Los sensores fueron instalados en posicionvertical. Las estaciones fueron ubicadas segun Tabla I y Figura 3

Figura 3Localizaci6n de la red sismica portatil instalada en los

alrededores del Volcan Conchagua.

SIW80LOOIA

~ ESTACION

~ VOLCAH

I rAUA

6

Tabla IDatos de la red sismica portAtil instalada en Conchagua

CODIGOI LUGAR LATITUD(N) LONGITUD(O) ALTURAsnm

CON CONCHAGUA 13° 18.36' 87° 51.80' 230 m

CCA c. LOS ANGELES 13° 15.16' 87° 53.06' 310 m

PYT 13° 16.60'PLAYITAS 87° 48.00' 5 m

5.0 CARACTERISTICAS DEL ENJAMBRE

SELECCION DE LA MUESTRA

La red sismica portatil de Concbagua, funcion6 desde el 25 defebrero basta el 31 de marzo de 1991, en este periodo registr6aproximadamente 7211 eventos sismicos de los cuales seseleccionaron 72, que corresponden al periodo dell al 8, debido aque la red funcion6 en su totalidad solamente della 10 de marzo.

La muestra fue seleccionada tomando en cuenta:

La identificaci6n de los sismos en el sismograma de cadaestaci6n, dado que en algunos dias la sismicidad diariasobrepas6 los 400 sismos (Figura 4) y fue sumamente dificilpoder identificarlos.

a.

b. Claridad de registro de las ondas primarias (F) y secundarias(8) del sismo en cada estaci6n, figura 5. Debido a la falta desincron1a de los relojes internos de cad a estaci6n, se trabaj6con los intervalos de tiempo entre las llegadas de las ondasprimarias y secundarias (8-F) ya la vez el programa que seutiliz6 para las localizaciones epicentrales requer1a comom1nimo datos de 3 estaciones.

METODO UTILIZADO PARA LA LOCALIZACION

Entre los algoritmos y programas de calculo que existenactualmente, se debe mencionar por su extendido uso losdesarrollados por W.H.K. Lee y J.C. Lahr, en 1971, bajo el nombregenerico de HYPO, de los que existen varias versiones.

7

Para la localizaci6n de este enjambre, se hizo uso delprograma de computaci6n HYPO71PC, el cual es un programa paralocalizar eventos sismicos locales, originalmente realizado en 1971por (Lee and Lahr, 1972; 1975) y revisado para la IBM PC en 1985(Lee and Valdes, 1985) .Usando el metodo de intervalos S-P, el cuales recomendable utilizar cuando la sefial de tiempo en cada estaci6nno estA sincronizada.

En este programa se debe saber con precision los siguientesparAmetros:

Coordenadas de las estaciones de registroUn modelo razonable de estructura de corteza (Tabla II)Tiempo de llegada de las ondas p y SLa relaci6n entre las velocidades de las ondas p y Sf ~neste caso se us6 el valor de vp/vs = 1.78

Como resultado de la ejecuci6n del programa, se obtiene paracada evento sismico los datos mostrados en la Tabla 111.

Tabla IIModelo de corteza utilizado

para localizar el area epicentraldel enjambre sismico Conchagua.

5.3 LOCALIZACION

El area epicentral del enjambre sismico Conchagua, fuedeterminada utilizando una muestra de 72 sismos. En la Figura 6 sonmostrados los epicentros yen la tabla III los parametrosprincipales de cada uno de ellos.

La distribuci6n de profundidades focales se presenta en laFigura 7, las cuales oscilan entre 1 y 7 ki16metros, observandoseuna concentraci6n entre 1 y 1.5 kms., este corte vertical fue hechocon respecto a latitud, y el relieve de este fue hecho tomando unalinea base a la longitud 87.865° (0), debido al alineamiento de

8

epicentros observados a esa coordenada en la Figura 6.

Figura 4Comportamiento temporal de la actividad sismica Conchagua feb-mar

1991

N

U

W

E

R

O

Ey

EN,OS

9

Figura 6Localizaci6n del area epicentral del enjambre sismico de

Conchagua

BAHIA DE LA UNION

13.35UNION

CONCHAGUA

~

-z

-

0~ 13.30.-

S

*

~**

LOS -r

b.*\ ..*

GOLrO DE F'ONSECA

13.20-87.95 -87.90 -87.85

LONGITUD (0)-87.80 -87.75

SI~BOLOGIA

~ ESTACION

* SIS~OS

~ VOLCAN

I FALlA

11

Tabla IIIPar8metros de cada evento sfsmico, del enjambre de Conchagua, en el perfodo de 1 al 8 de marzo 1991.

Obtenidos a traves del programa HYPO71PC.

FECHA HORA ORIGEN LATITUD(N)

GRADOS y

MINUTOS.

lONGITUD(O)

GRADOS y

MINUTOS

PROFUN-DIDAD(KM.)

MAGNITUD

EN BASE

DURACION

DISTAN-CIA MIN.

(KM.)

RMS

910301910301910302910302910302910302910302910302910302910302910302910302910302910303910303910303910303910303910303910303910303910303910303910303910304910304910304910304910304910304920305910305910305910305910305

200704.40201019.00010809.S0013410.70032S 23.20034314.00OS3439.S01822 14.70182410.90182730.90202301.0021S648.70231203.60000332.20000806.S0030307.30OS3311.00063906.00064817.2006S012.800841 3.800924 S1.700947 S7.90011918.90021718.20042036.4010030S.0010S218.40203914.10221S 3S.40022337.3003S1 19.2003S818.0006S923.2001131S.10

13-1613-1613-1613-17

13-1613-1613-1413-1613-1613-1613-1513-1613-1513-16

13-1413-1613-1613-1513-1513-16

13-1713-14

13-1413-1513-1613-1513-1613-17

13-1613-1513-1613-1613-1113-1613-14

87-51.9087-51.0787-51.2187-51.9087-51.9087-52.0887-51.3087-51.9087-51.9087-51.2487-51.9087-52.2187-51.6187-50.7487-51.9087-52.2287-51.9087-51.9087-50.8687-51.4887-51.9087-53.3487-52.4087-51.0887-50.9187-51.1387-50.4887-50.7S87-50.5887-51.9087-51.4987-46.3087-48.1087-50.6487-51.90

1.103.072.474.452.222.682.911.271.001.234.353.611.282.392.991.470.941.092.492.071.461.182.301.651.321.341.135.901.314.071.34

10.263.883.491.89

1.741.841.992.022.011.862.092.172.062.042.222.512.222.561.962.121.802.421.891.972.042.062.181.822.121.791.951.601.321.551.191.711.501.881.66

2.63.63.42.33.12.83.23.03.03.92.12.22.63.42.42.23.02.34.03.12.11.01.53.64.13.63.63.13.82.13.13.29.64.72.9

0.370.000.000.460.340.010.230.240.350.170.650.470.060.010.510.090.580.280.160.010.500.080.010.000.170.010.240.000.210.230.120.010.430.000.05

12

.00

.56

.60

.09

.42

.30

.91

.33

.73

.33

.41

.00

.06

.81

.57

.01

.29

.65

.26

.70

.22

.68

.69

.55

.34

.73

.86

.00

.70

.33

.70

.05

.41

.06

.09

Continuaci6n de la Tabla II

FECHA HORA ORIGEN LATITUD(N)GRADOS yMINUTOS

LONGITUD(O)GRADOS yMINUTOS

PROFUN

DIDAD

(KM. )

MAGNITUD

EN BASE A

DURACION

DISTAN-CIA MIN.

(KM.)

RMS

910305910305910306910306910306910306910306910306910306910306910306910306910306910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910307910308

1300210800450349035403590410054007250820222222322258000300140036011601190203020402370330050305290558060307160718081408210835111219061952204623370159

87-51.2187-51.0187-52.4787-50.6387-51.0087-51.0187-50.9087-51.5787-51.6987-51.9087-50.6687-51.6387-51.9087-51.9087-51.9087-49.7287-51.5787-51.9087-50.7387-50.7187-53.2187-53.2887-50.6487-51.5687-51.0787-51.9487-50.4587-51.0187-51.2387-51.1887-50.4687-50.9987-49.8787-50.0587-52.7487-50.7687-49.67

2.651.193.501.213.011.531.361.232.871.574.541.881.573.021.576.821.234.351.266.884.662.473.032.561.321.461.242.263.901.561.501.323.462.835.164.081.14

1.741.992.281.832.111.932.051.822.061.962.042.602.202.122.061.892.032.182.322.551.992.102.271.851.681.951.921.781.801.762.252.010.911.841.891.731.56

3.34.11.34.12.53.74.02.92.62.12.13.03.00.33.03.12.71.54.54.62.92.94.43.13.82.14.53.83.43.74.73.43.44.32.93.13.8

0.030.010.070.020.000.050.070.170.010.570.000.080.130.500.130.000.050.690.120.000.320.560.090.060.120.270.110.250.000.140.290.220.000.000.330.020.23

13

28.6032.30

4.5027.1046.3014.2043.7024.1010.9036.2035.0016.5045.8043.20Q3.6008.5010.5042.8045.0034.5015.2042.8029.3027.4045.3009.0005.1026.5017.9053.7005.9019.1011.0024.9027.1039.6046.50

Figura 7Corte vertical para el enjambre sismico de Conchagua, el relieve

fue hecho a la longitud 87.865° 0.

~ =-.,.../ : -NOt "" "" BAHIA 0[

F'ONSECA LA UNION

O

~~~

6~ c:f!; o

°~@~

0

"""''-'

o

o

o

-5-

~

~-

~Qz~&0,.0~Q..

0

-100

-15 , I I I I I I I I I I I I I I I' , I I I I I I I I I I I I I I I I I I I' , I13.20 13.25 13.30 13.35 13.40

LATITUD (N)

14

6.0 DISCUSION DE RESULTADOS

De la actividad sismica de conchagua, se seleccion6 unamuestra de. 72 sismos, al analizar cad a uno de ellos, el areaepicentral (Figura 6) estuvo comprendida entre las coordenaslongitud 87.890°- 87.8250° (0) y la latitud 13.235°- 13.31° (N), yla profundidad focal entre 1 y 7 kms, con una concentraci6n entre1 y 1.5 km., bajo la estructura volcanica (Figura 7). si se asumeque los epicentros de la sismicidad restante corresponden a lascoordenadas antes mencionadas se puede decir que el area epicentraldel enjambre fue aproximadamente igual a 60.06 km2, si a la vez seasume que el resto de la sismicidad no tendra profundidades focalesmayores a 7 kms. se puede decir que la sismicad se desarrol16 en unvolumen aproximadamente de 360.36 km3.

La Figura 6 muestra el area epicentral, el Volcan Conchagua ylas fallas geo16gicas. El objetivo, de graficar todo 10 anterior,es para tratar de encontrar la relaci6n de la actividad sismica,con las fallas geo16gicas cartografiadas en la zona o con posiblesfallas aun no identificadas. En la Figura antes mencionada, sepuede apreciar que la sismicidad se concentr6 entre la longitud87.865°- 87.8400 (0) y la latitud 13.245°- 13.290° (N); dentro delas cuales se pueden observar ciertos alineamientos, yconcentraciones de pequefios grupos de eventos. Lo que puedeinterpretarse como la existencia de diferentes fuentes sismicasdentro de la misma zona.

El alineamiento observado en las longitudes 87.865° (0), Figura6, se podria asociar al activamiento de la falla semicircularubicada al costado noroeste del volcan. y segun la ubicaci6n dealgunos otros epicentros, pareceria que dicha falla hubiera sufridouna prolongaci6n hacia el sureste.

La cantidad de energia sismica liberada se calcula conociendola magnitud de cada sismo, en este caso es casi imposible conocerla cantidad total de energia sismica liberada, debido a que enalgunos casos el numero de sismos por intervalos de tiempo es talque no se puede distinguir el inicio y final de cada uno de lossismos registrados, por consiguiente no se puede estimar el tiempode duraci6n de cada sismo, 10 cual es basico para porder calcularla magnitud Md4 La magnitud de los sismos localizados oscila entre0.9 y 2.6, obteniendose un porcentaje de 45.8% de sismos conmagnitud mayor o igual a 2.0.

Despues de conocer las caracteristicas de 105 sismos tipo A ytipo B y tratar de relacionar la sismicidad de Conchagua con algunode ellos, se puede decir que la presente sismicidad se asemeja a lacategoria de tipo A ya que como se muestra en la tabla III lasprofundidades focales oscilan entre 1 y 7 km., yen la figura 5 sepuede apreciar que son sismos de alta frecuencia y las fases p yS son distingibles, pero quedando de manera incierta si el

15

fracturamiento de la roca fue a traves de procesos tectonicos ovolcanicos, o una combinacion de ambos, dado que se infiere queeste tipo de sismicidad se genera por el fracturamiento de la rocaen respuesta a la intrusion y migracion de magma, o a la expansionde fluidos "geotermicosde alta presion.

6.0 CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES

La actividad sismica estudiada se concentr6 mas que todoen la parte sur-suroeste del Volcan Conchagua. Algunosde estos muestran un alineamiento en la longitud87.865°, otros presentan una concentraci6n con direcci6nsur-sureste de la falla semicircular y algunos otros seconcentraron en la estructura volcantca de Conchagua. De10 anterior se concluye que esta sismicidad estuvoasociada a procesos volcanicos y a procesos puramentetect6nicos.

Segun las caracteristicas abservadas en las sismagramasy de su ubicaci6n espacial esta sismicidad se puedeclasificar de tipa A.

Es recomendable realizar un estudio geol6gico de la zonasismica, de manera especial en la zona sur sureste de lafalla semicircular ubicada al costado noroeste del VolcanConchagua y a la vez tratar de conocer cual es el estadoactual del Volcan Conchagua

Estudiar la posibilidad de instalar por 10 menos unaestaci6n sismica de manera permanente en el areaepicentral de este enjambre, debido a que la estaci6n mascercana de la red actual se encuentra a unos 55 kms. dedicha area, siendo casi imposible monitorear la actividadmicrosismica de la zona.

16

BIBLIOGRAFIA

Departamento de Geologia, Centro de Investigaciones Geotecnicas.(marzo. 1991) .Informe Geovulcano16gico, Inspecci6n Realizadaen Municipio de Conchagua y sus alrededores.

Departamenta de sismalaqia, Centra de Investiqacianes Geatecnicas.(marzo 1991) .Informe Preliminar de la sismicidad deConchagua.

Direccion de Publicaciones,comunicaciones. (1986) .Salvador, El Salvador

Ministerio

Geografia de

de Cultura

Salvador.

y

SanEl

Lee, W.H.K and J.C. Lahr. (1972). HYPO71: a computer program fordetermining hypocenter, magnitude, and first motion pattern oflocal earthquake, Open-File report, u.s. Geological survey.

W.H.K. and J.C. Lahr. (1975) .HYPO71 (REVISED) : a computerprogram for determining hypocenter, magnitude, and motionpattern of local earthquakes, Open-file report 75-311, U.S.Geological Survey.

W.H.K. and C.M. Valdes. (1985) .HYPO71PC: A Personal ComputerVersion of de HYPO71 Eartquake Location Program. Open-FileReport 85-749, U.S. Geological Survey.

Meyer-Abich, H. (1956) .Los volcanes Activos de Guatemala y ElSalvador, (America Central). Anales del Servicio Geol6gicoNacional de El Salvador, boletin N°3.

Newhall, C.G. (1984) .Short-term forecasting of volcanic hazards,in Proceedings, Geologic and Hidrologic Hazards TrainingProgram, compiled by M. E. Williams and c. Kitzmiller, U.SGeol. Survey Open-file Report 84-760, PP. 507-592.

17