Resumen

Las hialoclastitas suelen formar rocas de reserva de alta calidad en las provincias geotérmicas volcánicas. Aquí, investigamos los efectos del confinamiento debido al enterramiento tras la acumulación prolongada de productos eruptivos en la evolución física y mecánica de las hialoclastitas superficiales y subsuperficiales (a 70 m, 556 m y 732 m de profundidad) del volcán Krafla, Islandia. Tras la carga en una celda hidrostática, la porosidad y la permeabilidad de la hialoclastita superficial disminuyeron linealmente con la tensión efectiva media, ya que los poros y las grietas se cerraron debido a la compactación elástica (recuperable) hasta 22-24 MPa (equivalente a ~1,3 km de profundidad en el yacimiento). Más allá de este esfuerzo efectivo medio, denotado como P∗, observamos una reducción acelerada de la porosidad y la permeabilidad con el aumento del confinamiento, ya que la roca sufrió una compactación inelástica permanente. En comparación, la porosidad y la permeabilidad de las muestras del núcleo del subsuelo fueron menos sensibles a la tensión media efectiva, disminuyendo linealmente con el aumento del confinamiento a medida que las muestras se compactaban elásticamente dentro de las condiciones probadas (hasta 40 MPa). Aunque el material superficial sufrió una compactación permanente y destructiva, mantuvo una mayor porosidad y permeabilidad que las hialoclastitas subsuperficiales a lo largo de los experimentos. Se ha constatado la evolución de las curvas de fluencia de las hialoclastitas, sometidas a diferentes tensiones medias efectivas en una prensa triaxial. Las hialoclastitas superficiales experimentaron una transición frágil-dúctil a una tensión media efectiva de ~10,5 MPa, y el pico de resistencia (tensión diferencial) alcanzó los 13 MPa. Cuando se cargaron a tensiones medias efectivas de 33 y 40 MPa, las rocas se compactaron, produciendo nuevas curvas de fluencia con una transición frágil-dúctil a ~12,5 y ~19 MPa, respectivamente, pero mostraron un aumento limitado de la resistencia. En comparación, las muestras del subsuelo resultaron ser mucho más resistentes, mostrando mayores resistencias y transiciones frágil-dúctiles a tensiones medias efectivas más altas (es decir, 37,5 MPa para la muestra de 70 m, >75 MPa para 556 m y 68,5 MPa para 732 m) que se corresponden con sus menores porosidades y permeabilidades. Por lo tanto, concluimos que la compactación durante el enterramiento es insuficiente para explicar las propiedades físicas y mecánicas de las hialoclastitas del subsuelo presentes en el yacimiento del volcán Krafla. La alteración mineralógica, cuantificada mediante SEM-EDS, se invoca para explicar la mayor reducción de la porosidad y el aumento de la resistencia de las hialoclastitas en el sistema geotérmico activo de Krafla.

• Materias:Algoritmos genéticos Geoquímica Análisis de suelos Agua Carbón
• Subjects:Genetic algorithms Geochemistry Soil testing Water Coal
• Palabras claves:tensión media efectiva, transición dúctil, tensión media efectiva, mpa, volcán krafla, permeabilidad, sistema geotérmico activo, compactación inelástica permanente, provincia geotérmica volcánica, aumento limitado de la resistencia
• Keywords:effective means stress, ductile transition, means effective stress, mpa, krafla volcano, permeability, active geothermal system, permanent inelastic compaction, volcanic geothermal province, limited strength increase