Caracterización de un acuífero kárstico por sísmica de reflexión de alta resolución

STÉPHANIE KLARICA ⁽¹⁾

¹ Laboratorio de Geofísica, Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes. Mérida 5101, Venezuela. e-mail klarica@ula.ve

RESUMEN

El presente estudio realizado en los Pirineos Atlánticos (sur-oeste de Francia) muestra un buen ejemplo del uso de la sísmica de reflexión de alta resolución para el conocimiento de capas superficiales (primeros cientos de metros) del subsuelo. El mismo permitió caracterizar de manera precisa un acuífero kárstico ubicado en el antiguo valle glaciar del Ossau. Todos los datos fueron adquiridos con un sismógrafo de 24 canales, aplicando la técnica de generar ondas golpeando una mandarria sobre una placa metálica o utilizando un fusil de tipo «Buffalo Gun», y registrando la señal con 24 geófonos verticales. El procesamiento de los datos de sísmica de reflexión se hizo utilizando una secuencia tradicional. Se procesa inicialmente la señal con filtros en frecuencia, filtros FK y métodos de deconvolución para finalmente elaborar una sección sísmica migrada en profundidad. La adquisición de los datos, con un cubrimiento múltiple suficientemente aceptable, acompañado de una secuencia de procesamiento completa, permitió generar secciones sísmicas de muy buena calidad: estas secciones muestran reflexiones que alcanzan una profundidad de 200 metros. El contexto geológico dentro del cual emergen las fuentes del Oasis se precisa claramente con los datos sísmicos adquiridos. Las fuentes emergen en esta parte del Valle Ossau por tener las calizas del aptiense superior subaflorando. Adicionalmente, el cierre glaciar influenciado por la falla Norte Pirineos funciona como una frontera insuperable y favorece el nacimiento de las fuentes del Oasis en esta posición.

Palabras clave: Sísmica Reflexión Alta Resolución, Macizo Kárstico, Pirineos Atlánticos, Francia.

Characterization of a karstic aquifer by high resolution seismic reflection

ABSTRACT

The present study was carried out in the Pyrenean Foothills (Southwest of France) and shows a good application of high resolution seismic reflection to the knowledge of the first hundred meters of the subsurface. We have clearly characterized a karstic aquifer localized in the old glacial valley of Ossau. All measurements were registered with a 24 channels seismograph, a sledgehammer stroked on a metallic plate or a shotgun and 24 vertical geophones. The processing of the seismic reflection data follows a traditional sequence: the signals were initially processed with frequency filters, FK filters and deconvolution; finally, a depth seismic migrated section was created. The subsurface coverage of the acquisition scheme and the complete processing sequence allowed us to produce seismic sections of high quality which show reflexions down to 200m depth. The geometric and geological context where the Oasis springs emerge is now clearly defined. The springs are encountered in this part of the Ossau valley because of the near outcrop of the Upper Aptien limestones. Additionally, the lock of the glacial formed by the North Pyrenean Fault, represents an insuperable border that allow the Oasis springs to emerge.

Keywords: High Resolution Seismic Reflection, Karstic Aquifer, Pyrenean Foothills, France.

Recibido: marzo de 2006 Revisado: diciembre de 2006

INTRODUCCIÓN

El desarrollo de la geofísica aplicada para el estudio de la sub-superficie y en particular la sísmica reflexión de alta resolución permite hoy día conocer los primeros cientos de metros del subsuelo de manera muy precisa (Hunter et al., 1984; Steeples, 1996). La sísmica de reflexión de alta resolución representa una herramienta importante que debería ser incluida en todas las investigaciones que se realizan en Ingeniería Civil, en Hidrogeología, en Geología Ambiental y en particular en los estudios de Microzonificación Sísmica.

El éxito de una campaña de sísmica de reflexión de alta resolución depende de tres condiciones importantes: (1) debe existir un contraste de densidades y/o de velocidades entre los medios estudiados que sea suficiente para ser medido desde la superficie por los instrumentos; (2) dichos medios deben permitir la propagación de señales sísmicas de alta frecuencia; y (3) los parámetros de adquisición y el sistema de registro deben ser escogidos los más adecuadamente posible en función de los objetivos que se desean alcanzar (Knapp y Steeples, 1986a y 1986b).

La calidad de la prospección sísmica de reflexión de alta resolución depende de sus poderes de resolución vertical y horizontal. Durante la adquisición de los datos, los aparatos utilizados y el ambiente de mediciones imponen esos valores de resolución. El poder de resolución vertical establece la posibilidad de separar en profundidad dos horizontes distintos. La experiencia en sísmica de reflexión muestra que este poder de resolución vertical es del orden de la longitud de onda dividido por 4 (λ/4). En el caso de la sísmica de reflexión de alta resolución, con un espectro de frecuencia amplio que alcanza frecuencias de hasta 200 Hz y con velocidades de propagación entre 500 y 2500 m/s, el límite de resolución vertical es del orden de 5 metros. El poder de resolución horizontal establece la posibilidad de diferenciar lateralmente dos eventos distintos del subsuelo, la distancia que separa los dos eventos tiene que ser superior al tamaño de la zona de Fresnel (Henry, 1994), que se reduce al mínimo en el caso de la sísmica de reflexión de alta resolución. Adicionalmente, el muestreo espacial limita la resolución ; la distancia entre geófonos no debe ser muy grande (inferior a 5 metros) para que no existan ambigüedades al momento de separar horizontalmente dos eventos diferentes.

UBICACIÓN GEOGRÁFICA Y CUADRO GEOLÓGICO

El macizo del Jaout pertenece a la cadena montañosa del Béarn (coordenadas entre 43º00 N y 43º06’ N y 0º15’W y 0º40’ W) ubicada en los Pirineos Atlánticos al sur-oeste de Francia (figura 1). El macizo presenta una orientación general desde N070º hasta N110º, es decir paralelamente a la dirección de alargamiento principal de los Pirineos. Su límite sur se identifica por la depresión que pasa por los puertos de Agnoures y de Louvie, mientras que la frontera al norte del macizo se define en geografía como la zona límite entre «el país del flysch» y la cadena de calizas (Bauer et al., 1992). Al este, el macizo se delimita con el río Ouzom y al oeste con el antiguo valle glaciar del Ossau.

Figura 1. A) Cuadro geológico general de los Pirineos Atlánticos (Sur-Oeste de Francia). B) Ubicación geográfica de la zona de estudio (Zona rayada) y de la figura 2 C.F.N.P.: Cabalgamiento Frontal Norte Pirineos, F.N.P.: Falla Norte Pirineos (Klarica et al., 2001).

El pico del «Moule de Jaout» culmina a unos 2050m y el puerto del Jaout (1500 m de altura) separa la zona occidental y la oriental en dos partes casi iguales. Todas las aguas recolectadas sobre la superficie (de aproximadamente 40 km2) del macizo del Jaout, están drenadas por los conductos kársticos abiertos en la dirección de la fracturación del macizo (Klarica et al., 2001) y emergen en el valle del Ouzom a una cota de 600 m y en el valle del Ossau entre 440 y 490 m.

De las fuentes que nacen en el valle del Ossau, las del Oasis constituyen una singularidad por emerger de manera muy sorprendente en la parte media del valle (Delfaud et al., 1980). Un trazado hidroquímico con fluoresceína permitió establecer la relación directa que existe entre las aguas recolectadas por el macizo del Jaout y las fuentes del Oasis (Klarica, 1997), pero el contexto geológico en el cual emergen las fuentes del Oasis queda por precisar.

El macizo del Jaout se compone en su mayoría por formaciones sedimentarias de edad cretácica inferior. En la cercanía de las fuentes del Oasis (figura 2), se encuentran: coluviones y aluviones del Cuaternario (de edad actual y del Würm) que rellenan el valle del Ossau; margas del Albiense; calizas del Aptiense superior; dolomías del Callovo-Oxfordiense; y formaciones del Paleozoico. La falla Norte Pirineos se observa claramente en ambos lados del valle, pero queda por precisar su ubicación exacta en el valle.

Figura 2. Extracto del mapa geológico de la zona de estudio (Delfaud et al., 1982). Ubicación de las 4 líneas sísmicas (Gere, Sur-Oasis, Nor-Oasis y NS-Oasis) y de las fuentes del Oasis. E: coluviones, F_ya, Fy_b, y F_z: aluviones actuales y del Würm, C₁: margas del Albiense, n6: calizas del Aptiense superior, j_7-3: dolomías del Callovo-Oxfordiense, h_3-2: formación del Paleozoico. Línea discontinua: traza supuesta de la falla Norte Pirineos.

ADQUISICIÓN DE LOS DATOS

La adquisición de los datos representa una parte muy importante del trabajo efectuado en este estudio. Se realizó con tres personas en el campo, a pesar de que un número de cinco personas es lo ideal para desempeñar todas las tareas que amerita esta clase de trabajo. Los equipos utilizados pertenecen al Laboratorio de Geofísica de la «Université de Pau et des Pays de l’Adour» (Francia).

En sísmica de reflexión de alta resolución, existe un número importante de fuentes que son actualmente utilizadas (Miller et al., 1986 y 1994, Keiswetter y Steeples, 1995). Las dos fuentes sísmicas que se seleccionaron fueron: una mandarria de 4 kg golpeada sobre una placa metálica (figura 3) y un fusil de tipo «Buffalo Gun» (figura 4). Nuestros ensayos demostraron que la mandarria era el dispositivo más sencillo de utilizar, de menor costo y con mayor rendimiento en un día de adquisición. Era ideal para ser utilizado a lo largo de carreteras y sobre superficies bien compactadas. Cuando el terreno de adquisición es más blando, el «Buffalo Gun» es más adecuado: un solo disparo es suficiente para producirla energía equivalente a unos 15 golpes con la mandarria. Los análisis espectrales de la señal adquirida con ambas fuentes muestran señales entre 50 y 200 Hz. Los geófonos tradicionalmente utilizados en sísmica de reflexión de alta resolución tienen frecuencias propias de 50 o 100 Hz; los de sísmica de refracción o para estudios de las ondas de superficie de 4 o de 14 Hz (Steeples, 1996). Los geófonos utilizados en este estudio tenían frecuencia propia de 14 Hz con una resistencia en paralelo a la entrada («shunt») de 453 ohmios y permiten registrar las señales superiores a 30 Hz con una ganancia constante. Todos los datos fueron adquiridos con un sismógrafo de 24 canales-16bits (SmartSeis S24 de Geometrics). El SmartSeis S24 tiene un convertidor A/N de 16 bits y la ganancia dinámica del aparato es de 96 dB. Para la profundidad de investigación que se desea alcanzar y las frecuencias de la señal deseada (inferior a 200 Hz) se fijo la duración del muestro a 0,25 ms, el tiempo de escucha es de 512 ms con 2048 muestras por traza. Se aplica durante la adquisición un filtro de corte para las frecuencias mayores a 1000 Hz a fin de evitar el solapamiento del espectro durante la digitalización. Finalmente un conmutador variable («switch box») con 96 canales en la entrada y 24 en la salida, permitió realizar, de manera más rápida, la adquisición de los dispositivos de tipo «rollalong » (figura 5). Esta técnica de adquisición es comúnmente utilizada en sísmica de reflexión y permite la adquisición de los datos con un cubrimiento múltiple de hasta 24, el cual es aceptable (Telford et al., 1990).

Figura 3. Primera fuente sísmica utilizada: una mandarria de 4 kg golpeada sobre una placa metálica.

Figura 4. Segunda fuente sísmica utilizada: un fusil de tipo «Buffalo Gun» (Pullan y MacAulay, 1987).

Figura 5. Geometría de los dispositivos de adquisición: A) dispositivo utilizado en Gere, Sur-Oasis y Nor-Oasis, B) dispositivo utilizado en NS-Oasis.

Cuatro perfiles de sísmica de reflexión (figuras 2 y 5) fueron adquiridos cerca de las fuentes del Oasis y se llamaron NSOasis, Nor-Oasis, Sur-Oasis y Gere. La distancia entre geófonos es de 5 metros al igual que la distancia entre fuentes. Para las primeras adquisiciones, se ubico la fuente al inicio de la línea de geófonos, a una distancia de 2,5 metros (figura 5A); para el dispositivo utilizado en NS-Oasis, la fuente se ubico en medio de la línea de geófonos (figura 5B). Cuando las condiciones eran óptimas se pudo realizar hasta cien puntos de tiro en un día; cuando eran muy desfavorables, se efectuó solamente diez puntos de tiro al día. Los perfiles Gere y Nor-Oasis no se pudieron conectar con el perfil NS-Oasis. Para el perfil Gere, fue imposible atravesar la carretera asfaltada, y para el perfil Nor-Oasis, el dueño del terreno prohibió el paso y no se pudo realizar el levantamiento de los datos en la parte oeste del perfil.

PROCESAMIENTO DE LOS DATOS

La secuencia de procesamiento (figura 6) aplicada a los datos sigue los pasos de una secuencia tradicional en sísmica de reflexión (Yilmaz, 1987). Después de convertir los datos del formato SEG2 (que genera el SmartSeis S24) al formato SEGY (Pullan, 1990), todos los datos son cargados en Seismic Unix (software libre desarrollado por la Colorado Schools of Mines, Estados Unidos) y en ProMAX (copyright Landmark) que fueron los dos programas que se utilizaron para procesar los datos de este estudio.

Figura 6: Flujograma de la secuencia de procesamiento aplicada a los datos sísmicos.

Una vez instalada y revisada la geometría de las trazas y realizada la asignación de los puntos medios comunes (o CMP de «Common Mid Point»), se efectúa un análisis detallado de la señal registrada. El análisis de los puntos de tiro sin procesamiento permite identificar las diferentes llegadas de ondas sobre una recolección de trazas que tienen un punto fuente común. Tomando en cuenta la definición de De Bazelaire (1994), las diferentes llegadas observadas (figura 7) se pueden clasificar en tres familias: 1) las señales sísmicas deseables que corresponden a todas las reflexiones de las ondas de compresión, bien identificadas en las trazas más lejanas de la fuente y que presentan la forma de una hipérbola; 2) las señales sísmicas indeseables que son coherentes traza a traza pero no presentan una información de interés para la sísmica de reflexión (por ejemplo, las ondas refractadas, la onda sonora y las ondas de pseudo-Rayleigh conocidas también como «ground-roll»); y 3) los «ruidos» aleatorios, algunos asociados con señales producidos por el ambiente y por el sistema de registro, que no presentan ningún tipo de indicador significativo que se pueda identificar en los puntos de tiro. Todas las trazas que presentan un ruido anormal son inmediatamente eliminadas.

Figura 7. Análisis de dos puntos de tiro sin procesamiento.

A continuación, se aplica una secuencia normal que se utilizaría en cualquier procesamiento de señales sísmicas digitales. Generalmente, las ondas reflejadas dominan las otras llegadas (onda directa y ondas refractadas) dentro de una banda de frecuencia bien limitada. El análisis espectral permite definir las características espectrales de la señal registrada, que dependen del sistema de registro, de los parámetros de adquisición y de la naturaleza del subsuelo encontrado. Las herramientas disponibles calculan la transformada de Fourier para representar la amplitud promedio del espectro de una o varias trazas de un mismo punto de tiro tomando partes o todas las muestras de la traza. Esta selección interactiva de las ventanas de trazas y de las ventanas de tiempo permitió identificar que las ondas refractadas y el «ground-roll» tienen frecuencias características entre 0 y 50 Hz, mientras que las ondas reflejadas presentan un espectro bien definido entre 100 y 200 Hz. En la figura 8, se observa el punto de tiro # 11 de la línea NS-Oasis, filtrado con un filtro pasa banda de 80-100- 150-200 Hz: las ondas refractadas y la ventana de «groundroll » desaparecieron y se identifica claramente una tercera onda reflejada a 200 ms.

Figura 8. Línea NS-Oasis. Punto de Tiro # 11 filtrado en frecuencia con un filtro pasa banda de 80-100-150-200 Hz.

La amplitud de la señal sísmica varía durante el registro, debido al aumento de la distancia fuente-receptor y de la profundidad. Se observa una atenuación de la señal que tiene varios orígenes: atenuación geométrica debida a la expansión del frente de onda, atenuación inelástica debida a la absorción preferencial de las altas frecuencias, y atenuación por transmisión de las ondas reflejadas. La recuperación de la ganancia real es muy difícil y nunca se puede recuperar completamente, pero existen varias herramientas que permiten recuperar una ganancia relativa entre trazas. La corrección de la amplitud permite mantener la energía promedio constante sobre toda la traza: se aplica una igualación dinámica calculando el valor promedio de las muestras de una ventana deslizante y aplicando la corrección sobre la muestra central de la ventana.

La señal sísmica registrada se considera como la convolución de la respuesta impulsional del subsuelo con la ondícula sísmica (Yilmaz, 1987). Se necesita una operación de convolución por un filtro inverso que pueda acercar la señal registrada a la respuesta impulsional: este proceso es llamado deconvolución y no representa una tarea sencilla ya que nunca se conoce de manera precisa la señal sísmica inicial. Aplicamos a los datos el algoritmo de Wiener- Levinson (Yilmaz, 1987), basado en el método de mínimos cuadrados que permite resolver la ecuación base de la deconvolución.

Una vez realzada la señal, se inicia la segunda fase del procesamiento de las señales sísmicas que incluye: correcciones estáticas de terreno, análisis de velocidades y aplicación de las correcciones dinámicas, apilamiento de los CMP y migración.

Las correcciones estáticas de terreno permiten corregir las anomalías de tiempo de tránsito introducidas por las variaciones de altura de las fuentes y de los geófonos, y también por las variaciones de espesores y de velocidades de las capas más superficiales. Los terrenos de las capas mas superficiales (o zona meteorizada o «WZ» de Weathering Zone) presentan generalmente valores de velocidades muy bajos. La corrección lleva los tiempos de tránsito al valor que tendrían si todas las trazas estuvieran ubicadas sobre un mismo plano de referencia definido arbitrariamente y llamado «Datum Plane». La posición del plano de referencia se toma por encima de la superficie, dentro o por debajo de la zona
alterada; siempre se escoge de tal manera que las correcciones estáticas sean mínimas.

Las correcciones dinámicas (o NMO de «Normal MoveOut») intervienen en la cadena de procesamiento justo antes del apilamiento, donde cada traza de un CMP corresponde a una pareja fuente-receptor con una distancia fuente-receptor («offset») variable. Las variaciones del «offset » introducen un desfase en tiempo Δt al nivel de las trazas, el cual debe ser corregido antes de poder sumar las trazas. El desfase en tiempo depende del «offset» que es un valor conocido, y de la velocidad de propagación que se debe determinar. Existen varios métodos de análisis de velocidades, en este estudio, utilizamos el método llamado CVS («Constant Velocity Stacks») que consiste en analizar una serie de CMP a los cuales se aplicaron las correcciones dinámicas con una velocidad constante y se apilaron individualmente las trazas. Con los primeros perfiles generados, se realiza una interpretación previa que permite afinar los modelos de velocidades y mejorar el proceso de migración. A este nivel, se puede decir que se inicia la interpretación de las secciones sísmicas durante el procesamiento.

Las secciones sísmicas que nacen del apilamiento de los CMP se hicieron con una hipótesis de estratificación horizontal. Cuando los reflectores están inclinados, la posición, la longitud y el buzamiento de estos están modificados en la sección sísmica. Se observa una distorsión real de la geometría de las capas sobre la sección sísmica: los segmentos de reflector están desplazados y estirados en longitud, con un buzamiento inferior al buzamiento real. La migración consiste en la última fase del procesamiento sísmico, es indispensable aplicar en todas las secciones sísmicas que presentan capas inclinadas y tiene como propósito reubicar los reflectores inclinados en su real posición generando una sección sísmica migrada. De todos los algoritmos de migración existentes, se aplicó una migración f-k de tipo «Stolt» (Stolt, 1978) basada en la solución de la ecuación de onda por transformada de Fourier conociendo la velocidad de propagación de las ondas. Se generan una serie de secciones migradas a velocidades constantes en la que se puede seleccionar la mejor velocidad de migración para cada reflector. En la figura 9, el reflector en forma de cruz de la sección inicial (stack sin migración), situado a unos 200 ms, se puede interpretar como un sinclinal en la sección migrada con una velocidad constante de 1750 m/s. Entre las dos secciones, se observa el desplazamiento de la estructura:

Figura 9. Línea Sur-Oasis: sección sísmica apilada sin migración y sección sísmica migrada a velocidades constantes (desde v=1000 m/s hasta v=2500 m/s).

el eje del sinclinal se encuentra desplazado de unos 50 metros hacia el este sobre la sección migrada. Finalmente, una conversión tiempo-profundidad utilizando las velocidades apuntadas durante la migración permite elaborar las secciones sísmicas migradas en profundidad (figura 10).

Figura 10. Secciones sísmicas migradas en profundidad, que describen el contexto geológico en el cual emergen las fuentes del Oasis en el valle del Ossau. A) Sección Oasis, B) Sección Gere, C) Sección Sur-Oasis, y D) Sección Nor-Oasis.

INTERPRETACIÓN

Las tres secciones sísmicas Gere, Sur-Oasis y Nor-Oasis tienen una orientación oeste-este, es decir perpendicular a la dirección del valle del Ossau; la cuarta sección (NS-Oasis) está ubicada paralelamente a la dirección del valle del Ossau. Las secciones tienen una longitud respectiva de 200 m, 287.5 m, 250 m y 562.5 m (figura 10).

La interpretación de los perfiles permite identificar cuatro horizontes sísmicos. La característica principal del primer horizonte (1), el más cercano de la superficie, es la de ser continuo y con mucha energía. El horizonte 1 se identifica a profundidades similares en los puntos de cruces entre los perfiles. Los tres horizontes siguientes (2, 3 y 4) se observan en casi todos los perfiles, son más discontinuos y tienen una característica más variable en función de cada sección.

Las secciones sísmicas NS-Oasis (figura 10A) y Sur-Oasis (figura 10C) ponen en evidencia claramente los horizontes 1, 2, 3 y 4. Para el horizonte 1 se puede observar una ascensión desde el sur hacia el norte con un buzamiento de aproximadamente 8º. Entre los CMP 150 y 225, se ubican las fuentes del Oasis y se identifica claramente una falla que separa dos bloques de naturaleza diferente y que se puede seguir de manera muy clara sobre unos 200 metros de profundidad, su buzamiento es de 80º hacia el norte. El bloque norte identificado sobre la sección sísmica no muestra ningún tipo de estratificación, mientras que el bloque sur muestra estratificación de los horizontes sísmicos 2, 3 y 4 con una señal muy heterogénea y un leve buzamiento ascendente desde el sur hacia el norte.

La sección sísmica Gere (figura 10B) muestra dos horizontes con mucha precisión. Los puntos de cruce con la sección NS-Oasis permiten identificar los horizontes 1 y 2. El primero muestra un buzamiento sub-horizontal en la dirección oesteeste. Al oeste del perfil (entre los CMP 10 y 30), el horizonte muestra un buzamiento más fuerte que al este (entre CMP 30 y 70).

La sección sísmica Sur-Oasis muestra tres horizontes, identificados en los puntos de cruces con la sección NSOasis como los horizontes 1, 3 y 4. Al igual que en el perfil Gere, el primer horizonte muestra un buzamiento subhorizontal en la dirección oeste-este. Al oeste del perfil, los horizontes 3 y 4 describen un buzamiento hacia el este, mientras que al este del perfil, el horizonte 4 describe un buzamiento hacia el oeste que permite definir una estructura en forma de sinclinal. El horizonte 3 parece terminar en forma de solape sobre el horizonte 4.

La sección sísmica Nor-Oasis (figura 10D) no permite identificar claramente un horizonte. La señal muy imprecisa de un horizonte se podría definir pero la sección se ubica en la zona de cruce con el perfil NS-Oasis, donde no aparece estratificación y no se puede establecer ninguna correlación con los horizontes anteriores. Une campaña de sísmica de refracción (Klarica, 1997) permitió definir la presencia del acuífero muy cerca de la superficie en esta zona (a menos de 5 metros de profundidad), lo que puede explicar la ausencia de horizontes en la sísmica de reflexión.

La traza supuesta en el mapa geológico de la falla Norte Pirineos está ahora claramente definida, y se puede seguir en profundidad sobre la sección NS-Oasis. Esta falla separa dos regiones geológicas muy diferentes: el bloque Sur se de sedimentos esencialmente del Paleozoico, mientras que el bloque Norte se compone de sedimentos de edad Mesozoica que, en esta zona, se encuentran en la continuidad del eje del sinclinal del Jaout, y en esta posición,  os estratos están subverticales, lo cual es responsable de que no se observe estratificación en la sección Nor-Oasis y en la parte norte del perfil NS-Oasis. El primer horizonte (1) corresponde a la base del relleno de aluviones glaciares sobre el basamento pre-existente; la ascensión del basamento rocoso desde el sur hacia el norte se explica por un cierre del glaciar, precisando la naturaleza de este horizonte sísmico que corresponde a una superficie de erosión. El bloque sur de la sección Nor-Oasis muestra estratificación en los sedimentos paleozoicos (horizontes sísmicos 2, 3 y 4), sedimentos que están fuera del contexto donde nacen las fuentes del Oasis.

Las fuentes del Oasis ubicadas en el bloque norte de la sección sísmica NS-Oasis emergen en esta parte del Valle Ossau, por tener las calizas del aptiense superior subaflorando. Es en estas calizas dentro de las que se desarrollan los conductos kársticos que permiten el tránsito de las aguas del macizo del Jaout. Adicionalmente, el cierre glaciar influenciado por la falla Norte Pirineos ayuda en que las fuentes del Oasis nazcan en esta posición, funcionando este cierre como una frontera insuperable. El contexto geológico dentro del cual emergen las fuentes del Oasis se precisa claramente con los datos sísmicos adquiridos.

CONCLUSIONES

La sísmica de reflexión de alta resolución representa una herramienta perfectamente adaptada al conocimiento de los primeros cientos de metros del subsuelo. La calidad de la prospección sísmica de reflexión de alta resolución depende de su poder de resolución vertical y horizontal. Los parámetros de adquisición y el sistema de registro deben ser escogidos lo más adecuadamente posible y dependen de los objetivos que se desean alcanzar en el subsuelo.

La adquisición de los datos con un cubrimiento múltiple suficientemente aceptable, seguido de un procesamiento de la señal sísmica que abarca los pasos de una secuencia tradicional en sísmica de reflexión, permitió generar secciones sísmicas migradas en profundidad de buena calidad. Las secciones presentadas en este estudio muestran reflexiones que alcanzan una profundidad de 200 metros.

El contexto geológico dentro del cual emergen las fuentes del Oasis se precisa claramente con los datos sísmicos adquiridos: el primer horizonte (1) corresponde a la base del relleno de aluviones glaciares sobre el basamento preexistente; a falla identificada corresponde a la continuidad en profundidad de la falla Norte Pirineos confirmando el supuesto trazado de la falla en el valle del Ossau (figura 2). Las fuentes del Oasis emergen en esta parte del Valle Ossau, por tener las calizas del Aptiense superior subaflorando en esta zona. Adicionalmente, el cierre glaciar influenciado por la falla Norte Pirineos funciona como una frontera insuperable y favorece el nacimiento de las fuentes del Oasis en esta posición.

AGRADECIMIENTOS

Quiero expresar mis agradecimientos al Laboratorio de Geofísica de la «Université de Pau et des Pays de l’Adour» (Francia); al Pr. Yves Hervouet por su preciosa ayuda durante este trabajo y al Consejo Regional de Aquitaine (Francia) por el apoyo financiero.

REFERENCIAS

1. BAUER, J., OLLER, G. Y SABRIER, R., (1992): Pertes du gave d’Ossau et Naissance du Néez (Vallée d’Ossau, Pyrénées Atlantiques). Karstologia, 19 ; pp. 19-22.        [ Links ]

2. DE BAZELAIRE, E., (1994): La bruit sismique. Cours de traitement du signal sismique (Chap. I). Elf-Aquitaine Prod., Pau, p. 111.        [ Links ]

3. DELFAUD, J., NEURDIN, J., PAILHÉ, P. & THOMAS, G., (1980): La vallée d’Ossau; traversée des Pyrénées Béarnaises. Bull. Cent. Rech. Explor.-Prod. Elf-Aquitaine, Mém. 3; pp. 106-112.        [ Links ]

4. DELFAUD, J., PAILHÉ, P. & THOMAS, G., (1982): Carte géologique B.R.G.M. au 1/50 000: feuille de Morláas (coupure 1645) et notice explicative, p. 24.        [ Links ]

5. HENRY, G., (1994): Géophysique des bassins sédimentaires. Ed. Technip, Paris, p. 413.        [ Links ]

6. HUNTER, J.A., PULLAN, S.E., BURNS, R.A., GAGNÉ, R.M., GOOD, R.L., (1984): Short Note: Shallow seismic reflection mapping of the overburden-bedrock interface with the engineering seismograph. Some simple technique. Geophysics, Vol. 49, No 8; p.p. 1381-1385.        [ Links ]

7. KEISWETTER, D.A & STEEPLES, D.W., (1995): A field investigation of source parameters for the sledgehammer. Geophysics, Vol. 60, No 4; pp. 1051-1057.        [ Links ]

8. KLARICA, S., HERVOUËT, Y. & BAUER, J., (2001): Karst et¡ extensions gravitaires d’altitude: le massif du Jaout (Pyrénées Occidentales - France). Geologica Belgica(Vol. Karst & Tectonics) 4/3-4 ; pp. 213-229.        [ Links ]

9. KLARICA, S., (1997): Etude pluridisciplinaire de deux aquifères du Piemont Pyrenéen (Béran). Thèse 3éme Cycle, Université de Pau et des Pays de l’Adour. p. 263.        [ Links ]

10. KNAPP, R.W. & STEEPLES, D.W., (1986a): High resolution common-depth-point seismic reflection profiling: Instrumentation. Geophysics, Vol. 51, No 2; pp. 276-282.        [ Links ]

11. KNAPP, R.W. & STEEPLES, D.W., (1986b): High resolution common-depth-point seismic reflection profiling: Field acquisition parameter design. Geophysics, Vol. 51, No 2; pp. 283-294.        [ Links ]

12. MILLER, R.D., PULLAN, S.E., WALDNER, J.S. & HAENI, F.P., (1986): Field comparison of shallow seismic sources. Geophysics, Vol. 51, No 11; pp. 2067-2092.        [ Links ]

13. MILLER, R.D., PULLAN, S.E., STEEPLES, D.W., & HUNTER, J.A., (1994): Field comparison of shallow P-wave seismic source nera Houston, Texas. Geophysics, Vol. 59, No 11; pp. 1713-1728.        [ Links ]

14. PULLAN, S.E. & MACAULAY, H.A., (1987): An in-hole shotgun source for engineering seismic surveys. Geophysics, Vol. 52, No 7; pp. 985-996.        [ Links ]

15. PULLAN, S.E., (1990): Special Report: Recommended standard for seismic (/radar) data files in the personal computer environment. Geophysics, Vol. 55, No 9; pp. 1260-1271.        [ Links ]

16. STEEPLES, D.W., (1996): Near-Surface Seismology: A short course. Sponsored by the Society of Exploration 46 Geophysicists and the Near-Surface Geophysics Section of the SEG. 12 Chapters.        [ Links ]

17. STOLT, R.H., (1978): Migration by Fourier Transform, Geophysics, Vol. 43, No 1; pp. 23-48.        [ Links ]

18. TELFORD, W.M., GELDART, L.P., SHERIFF, R.E., (1990): Applied Geophysics, Second Edition, Cambridge Univ. Press, p. 770.        [ Links ]

19. YILMAZ, O., (1987): Seismic Data Processing. Society of Exploration Geophysicists, p. 526.        [ Links ]