Las condiciones de flujo y emplazamiento de magma y otros fluidos geológicos y su interacción con fallas y fracturas es un tema fundamental en Ciencias de la Tierra, que tiene implicaciones en la predicción de erupciones fisurales y en el entendimiento de procesos volcánicos del pasado. En este proyecto se plantea el estudio de las condiciones de flujo y emplazamiento de diques máficos integrando datos detallados obtenidos en campo con datos obtenidos en experimentos físicos a escala. En el enjambre de diques máficos Tuzantla-Tiquicheo-Nanchititla, expuestos en los estados de Michoacán y México, se realizará una actualización de la cartografía de los diques obtenida en proyectos previos por nuestro grupo de investigación, descripción cuantitativa de los datos estructurales (espesor, rumbo, inclinación) y de textura (tamaño, forma y orientación de fenocristales) de los diques, determinación de la edad de enfriamiento de los diques (mediante fechamientos 40Ar-39Ar), medición de la resistencia relativa “in situ” y datos estructurales de la roca encajonante. Basado en estos datos y el entorno geológico regional se elaborara un modelo conceptual del emplazamiento del enjambre de diques y su relación con el estado de esfuerzos regional. Las series de experimentos físicos se enfocaran a entender procesos en dos escalas espaciales diferentes. En la escala de afloramiento nos preguntamos principalmente: 1) como se desarrolla la textura, orientación e interacción entre las partículas que viajan en suspensión en fluidos viscosos isotérmicos fluyendo entre dos placas rígidas como una aproximación a las condiciones de dinámica de fluidos en diques, 2) los efectos del tamaño, forma y concentración de partículas en la reología de un fluido isotérmico, y si estos cambios en la reología tienen un efecto en la geometría de propagación de un dique ígneo. En la escala regional se plantean experimentos de inyección por sobre presión de los materiales viscosos en medios elásticos y elasto-plásticos para analizar: 1) la propagación de fractura y flujo asociado durante la formación de un dique, 2) las condiciones de formación de diques múltiples, 3) los efectos del estado regional de esfuerzos en la geometría de propagación de los diques y, finalmente, 4) el efecto de fracturas pre-existentes en la formación y propagación de enjambres de diques. El análisis de los resultados se llevara a cabo mediante un análisis paramétrico dimensional en el caso de la escala de afloramiento, considerando tanto las relaciones de fuerza que ocurren en los materiales (escalamiento dinámico) como las relaciones geométricas entre los elementos constituyentes (relación de aspecto, aglomeraciones, orientaciones, geometría del dique, etc.) en graficas de distribución de probabilidad y estereógramas. Para los experimentos en escala regional se utilizaran relaciones de escalamiento geométrico, cinemático y dinámico y los resultados se compararan de manera cualitativa con la geología estructural regional del enjambre de diques. Este proyecto es novedoso por que incluye herramientas tanto de geología estructural clásica, geocronología y experimentación física de mecánica de fracturas y flujo viscoso acoplado para analizar la propagación y evolución de un enjambre de diques ígneos.

La principal contribución del proyecto será la de analizar con un detalle sin precedente las condiciones de emplazamiento de magma en la corteza quebradiza, integrando las observaciones de los diques del enjambre Tuzantla-Tiquicheo-Nanchititla con los datos de flujo de material análogos en experimentos físicos. De esta integración se pretende restringir los modelos de emplazamiento y flujo acoplado y los modelos teóricos de flujo. Las condiciones de emplazamiento de magma en la corteza constituyen un tema fundamental en la investigación geológico-estructural. Se trata de una investigación básica que tiene importantes implicaciones para la determinación del potencial de ocurrencia de erupciones fisurales y en campos monogenético, así como para el transporte de magma en edificios volcánicos en actividad.