Directores: Carlos Sanz de Galdeano Equiza (IACT-CSIC y Dpto. Geodinámica, UGR) y Jose Miguel Azañón Hernández (Dpto. Geodinámica, UGR)

10 de diciembre, 11 h. Salón de Grados de la Facultad de Ciencias, Granada

Información sobre la tesis y el doctorando

Director: Juan Ignacio Soto (IACT-CSIC y Departamento de Geodinámica, UGR)

20 de noviembre de 2015, 11:30 h. Salón de actos IACT, Armilla.

Información sobre la tesis y el doctorando

Directores: José M. Azañón y José V. Pérez Peña (Dpto. de Geodinámica, UGR)

16 de noviembre de 2015, 11:00 h, Salón de Grados, Edificio Mecenas.

Información sobre la tesis y el doctorando

Directores: Antonio Castro Dorado (Dpto Geología, Univ. Huelva) y Antonio Sánchez Navas (Dpto. Mineralogía y Petrología, UGR)

6 de octubre de 2015, 11:00 h, Salón de Grados, Facultad de Ciencias Actualmente (septiembre 2015): Departamento de Geología, Universidad de Huelva, carmen.rodriguez@dgeo.uhu.es

En este trabajo de Tesis Doctoral se presentan experimentos de cristalización que demuestran la existencia de importantes procesos de fraccionación en magmas con agua. Dichos experimentos han sido diseñados de manera que la longitud de las cápsulas experimentales es mayor de lo usual aprovechando de este modo, el gradiente térmico inherente a la propia configuración de las celdas experimentales y las prensas de alta presión. En general, se suele abarcar un rango de temperatura que varía entre el liquidus y el solidus del sistema magmático estudiado. Aunque el efecto de la gravedad en los mecanismos de diferenciación de sistemas calcoalcalinos se puede considerar despreciable a la escala de cámaras magmáticas naturales, puede ser importante en las reducidas dimensiones de una cápsula experimental. De este modo, el equipo de alta presión ha sido modificado para permanecer horizontal, forzando con ello a la localización del efecto de la gravedad a lo largo del eje mínimo de la cápsula experimental, ortogonal al gradiente térmico.

La escalación de estos experimentos es esencial para la posterior aplicación de los resultados obtenidos a ejemplos naturales. Para ello, se ha llevado a cabo la comparación del gradiente térmico establecido en la cápsula experimental con perfiles térmicos de cámaras magmáticas. Las cámaras magmáticas se han simulado mediantemodelización numérica, contemplando para ello diversas geometrías de reservorios. Los resultados de la escalación demuestran que la variación de temperatura establecida para la pequeña celda experimental permite simular el gradiente térmico de cámaras magmáticas de 10 a 30 km de diámetro y desde 2 a 10 km de altura. El tiempo bajo el que el gradiente experimental es reproducido en estos ejemplos naturales varía desde las etapas iniciales hasta los 120 ka.

En los estudios experimentales de diferenciación magmática se han empleado cápsulas diseñadas especialmente para simular la completa cristalización de un magma en un sistema cerrado y a una presión constante. Se han elegido distintas tasas de enfriamiento teniendo en cuenta factores cinéticos de escala con el fin de reproducir las condiciones más cercanas al equilibrio. Concretamente, se establecieron dos tasas de cristalización distintas, una rápida (9.6 ºC/hora) y otra lenta (0.6 ºC/hora) con el fin de identificar posibles efectos cinéticos en los procesos de diferenciación.

En general, los experimentos de cristalización bajo un gradiente térmico han revelado importantes diferencias en la abundancia global (líquido y cristales) de elementos mayores y traza a lo largo del intervalo de temperatura ensayado, entre el solidus y el liquidus de los sistemas magmáticos estudiados. Elementos como el Si, K, Rb, Nb y el agua se encuentran enriquecidos en el extremo caliente de estos experimentos, rico en fundido. Por el contrario, estos mismos elementos se ven empobrecidos en el extremo frío residual de estos experimentos, con alta cristalinidad. Elementos refractarios como el Ca o el Mg se comportan de manera opuesta concentrándose en el residuo cristalino en la zona más alejada del centro del horno de la celda experimental. Los resultados experimentales muestran cambios composicionales dentro de las cápsulas de 10 mm de longitud que responden a procesos de auto-diferenciación del magmas. Los cambios composicionales observados pueden explicarse por procesos de advección de una fase fluida rica en agua, la cual migra desde el extremo más frío de mayor cristalinidad al más caliente rico en fundido, compensado de este modo la sobrepresión causada por la segunda ebullición (resultado de la cristalización de fases anhidras).

En el presente trabajo se ha constatado también que la tasa de enfriamiento lenta (más cercana al equilibrio natural) es más efectiva en el proceso de diferenciación, dando cambios composicionales más marcados que los obtenidos en los experimentos de cristalización bajo enfriamiento rápido. Por otra parte, los experimentos decristalización rápida evidencian de forma muy clara la operatividad de los mecanismos de separación de líquido y cristales por efecto de la presión filtrante originada por la creación de burbujas como consecuencia de la segunda ebullición. Análogamente, cabe esperar procesos similares en los bordes fríos de las cámaras magmáticas cristalizados bajo tasas de enfriamiento aceleradas.

Igualmente, los resultados experimentales de este trabajo confirman algunas de las inferencias realizadas a partir de los estudios de campo acerca del papel de los fluidos en la diferenciación de magmas silíceos. En este sentido, la modelización geoquímica del avance de un líquido intersticial producido en relación con zonas de alta cristalinidad dentro de una cámara magmática, y que es expelido hacia la zona caliente con abundante fundido (cristalización in situ), apoya dichos resultados experimentales.

Sobre la base de los resultados obtenidos, se propone la saturación en volátiles dentro de dominios discretos en un frente de solidificación como fuerza motriz para la segregación del líquido a partir de una fracción rica en cristales. El aporte sucesivo del líquido intersticial desde el frente de solidificación que avanza desde el borde hacia el núcleo en el caso de una cámara sometida a enfriamiento permite explicar la diferenciación y zonación observadas en las cámaras magmáticas silíceas. Los mecanismos aquí propuestos no sólo explican la génesis de los distintos tipos de magmas y rocas dentro del espectro andesita-dacita-riolita; sino que también dan cuenta de las altas concentraciones en metales y de la formación de yacimientos minerales en relación con pulsos magmáticos tardíos y cúpulas de intrusiones graníticas zonadas.

Carmen Rodríguez se licenció en Geología por la Universidad de Granada (2009). El inicio de su carrera investigadora fue en 2008 por medio de una beca de iniciación a la investigación del Plan Propio de la UGR para el estudio textural estructural y composicional de esferulitos bacterianos de aragonito y calcitas magnesianas. En 2009, llevó a cabo el estudio petrográfico de los esquistos moscovíticos de Torrox a través de la concesión de un trabajo tutelado de investigación como parte de sus estudios de licenciatura en la UGR. En 2010, disfrutó de una beca Faro Global para la realización de prácticas en la Universidad de Catania. Durante este período realizó caracterizaciones petrográficas y químicas de restos cerámicos del Mt. San Paolillo (Catania, Italia). Realizó el Máster de Geología y Gestión Ambiebtal de los Recursos Minerales por la Universidad Internacional de Andalucía en 2010. La tesis de Máster realizada dentro de este programa de posgrado inició su investigación acerca de los equilibrios de fases en cámaras magmáticas de composición silícea y sus implicaciones en procesos eruptivos y plutones zonados. Éste ha sido el tema desarrollado en profundidad en su Tesis Doctoral que trata los mecanismos de diferenciación composicional en sistemas magmáticos. Su formación predoctoral se ha llevado a cabo entre el la Unidad Asociada de Petrología Experimental de la Universidad de Huelva y la Universidad de Granada. Se ha complementado su formación con el aprendizaje de técnicas de modelización numérica en Instituto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera en Barcelona. Paralelamente, ha participado en numerosos proyectos de investigación y en colaboraciones científicas, cuyos resultados han sido publicados en revistas de impacto internacional. Durante su periodo predoctoral, también ha participado en proyectos de innovación docente, actos divulgativos y ha organizado conferencias de interés científico en la Universidad de Huelva.

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• Carmen Rodríguez, Antonio Castro y Antonio Sánchez-­-Navas. Nuevos avances experimentales en procesos de diferenciación magmatica. presentación oral. SEM 2014
• Antonio Sánchez-­-Navas, Carmen Rodríguez y Antonio Castro. Estudio experimental del efecto de la presión en la depolimerización de los silicatos y la formación de circón. presentación oral. SEM 2015
• Carmen Rodríguez y Antonio Castro. Differentiation of water-bearing silicic magma: An experimental test of in-situ crystallization. póster. Hutton Meeting 2015.

• Beca FPI 2011-2015 concedidad por el Ministerio de Economía y Competitividad.
• Ayuda para estancia breve concedida por el Ministerio de Economía y Competitividad en el año 2013 con una duración de 4 meses.
• Ayudas de movilidad entre Instituciones asociadas a la AUIP 2015 de la Asociación Universitaria Iberoamericana de Posgrado para estancia en la Universidad de La Plata (Argentina).
• Beca de la Universidad Internacional de Andalucía para la matrícula del Máster en Geología y Gestión Ambiental de Recursos Minerales (2011).
• Beca Faro Global para estancia en el extranjero (2010).
• Beca de Iniciación a la Investigación del Plan Propio de la Universidad de Granada (2008).

• Estancia en el Instiuto de Ciencias de la Tierra Jaume Almera (Barcelona) durante 4 meses en el año 2013.
• Estancia en la Università degli Studi di Catania (Italia) durante 6 meses en el año 2010.

Directores: Francisco Martín Peinado (Dpto. Edafología y Química Agrícola, UGR) y Nico van Straalen (Dpto. Animal Ecology, VU Amsterdam)

Mención Doctorado Internacional. Tesis cotutelada (UGR y VU Amsterdam)

22 de septiembre de 2015, 11:00 h. Salón de Grados, Facultad de Ciencias. Actualmente (Julio 2015): Departamento de Edafología y Química Agrícola, Universidad de Granada. anaromerof@ugr.es

En esta tesis se estudia el comportamiento y los efectos ecotoxicológicos de metales (Pb, Zn y Cu) y metaloides (As), así como las emergentes formas metálicas de tamaño nanopartícula (en concreto ZnO NP), en suelos con distintas propiedades contaminados artificialmente en laboratorio y en los suelos afectados por el vertido minero de 1998 de la mina de Aznalcóllar (Sevilla, SO España). El objetivo principal de esta tesis es mejorar la base científica para la evaluación del riesgo ambiental de metales y metaloides en suelos. En el capítulo 2 de esta tesis se compara el efecto de Zn aplicado como nanopartículas (ZnO NP) y como forma iónica (ZnCl2) sobre la lombriz de tierra Eisenia andrei, después de diferentes periodos de incubación en suelos con propiedades distintas. Los resultados muestran una menor disponibilidad de Zn en suelos cuando son contaminados con ZnO NP en comparación con la forma iónica. Además la disponibilidad de Zn varía según el suelo estudiado, lo que enfatiza la importancia que las propiedades del suelo tienen en el comportamiento de este elemento. Se deben realizar más pruebas ecotoxicológicas a los compuestos con nanopartículas con objeto de fortalecer la evaluación del riesgo ambiental dentro de la legislación existente y tratar los compuestos que las contengan de forma distinta a las formas metálicas comunes.

El estudio del equilibrio con el tiempo de un suelo contaminado (envejecimiento) puede proporcionar una visión más realista del comportamiento de metal y su toxicidad potencial en condiciones naturales. En el capítulo 2 también se observa que la disponibilidad de Zn tanto en suelos contaminados con ZnO NPs como con ZnCl2, está influenciada por el proceso de envejecimiento con diferentes resultados dependiendo del tipo de suelo. El conocimiento de los procesos que rigen a largo plazo la disponibilidad de este elemento es clave para una evaluación adecuada del riesgo de los suelos contaminados por Zn. Además, los efectos a largo plazo y la disponibilidad de metales y metaloides en suelos contaminados in situ se determinan 6 y 15 años después del accidente minero de Aznalcóllar, tal y como se describe en el capítulo 7. En este caso, bajo condiciones naturales, el pH del suelo en general tiende a aumentar con el tiempo mientras que las concentraciones de contaminantes disminuyen. Sin embargo, después de 15 años de que se produjera el accidente y se realizaran actividades de recuperación, siguen existiendo áreas mal recuperadas. Para obtener una visión adecuada del peligro potencial de una sustancia química para el ecosistema es necesario realizar una batería de ensayos de toxicidad utilizando un número de especies representativas de los distintos grupos taxonómicos (bioensayos). En esta tesis se realizan diferentes pruebas para evaluar la toxicidad de metales de forma individual en suelos contaminados en laboratorio (capítulos 2-6), así como la evaluación de la toxicidad por multi-elementos en suelos contaminados de la zona de Aznalcóllar (capítulo 8). Los resultados obtenidos muestran que las respuestas obtenidas para los diferentes bioensayos difieren ampliamente para un mismo metal. En concreto, las pruebas de elongación de raíz para lechugas (L. sativa) y las de reproducción para lombrices (E. andrei) son los tests más sensibles a la contaminación por metales y dan valores de toxicidad más uniformes con intervalos de confianza más pequeños. Por lo tanto, para una evaluación más completa y fiable de la toxicidad de metales o de la contaminación de suelos se debe emplear más de un bioensayo.

Con el fin de determinar el efecto de las propiedades del suelo sobre la contaminación por metales, siete suelos con distintas propiedades se contaminaron en laboratorio. Los efectos de las propiedades del suelo se estudian en todos los capítulos de esta tesis. Nuestros resultados ponen de relieve que las propiedades del suelo son claves en la (bio)disponibilidad y tienen que ser incluidas en la evaluación del riesgo ecológico de suelos contaminados, así como en el establecimiento de criterios de calidad del suelo para la contaminación por metales. La amplia gama de respuestas que se obtiene en estos suelos demuestra claramente que no tener en cuenta las propiedades edáficas puede llevar a sobreestimar o subestimar la toxicidad y, por lo tanto, invalidar los valores de referencia establecidos generalmente a partir de valores únicos, lo que influirá en la eficacia de los objetivos y acciones de recuperación.

Los datos obtenidos de los bioensayos en los capítulos 3-6 se comparan con la legislación vigente y con los efectos observados en los suelos naturales contaminados de Aznalcóllar. Los resultados obtenidos (capítulo 8) muestran que los valores de referencia existentes en Andalucía (Decreto 18/2015), donde se encuentra localizada la zona de estudio, no son suficientemente precisos para declarar un suelo como contaminado y, por lo tanto, el riesgo de contaminación podría estar sobrestimado o subestimado en función del elemento considerado. Las grandes diferencias en los valores obtenidos se deben a la gran diversidad de tipos de suelo. Por lo tanto, y a la vista de todo lo expuesto, para una adecuada evaluación de riesgos ecológicos, concretamente por contaminación metálica en suelos, es esencial un nuevo enfoque que tenga en cuenta las propiedades del suelo. En consecuencia, para desarrollar una legislación realmente eficiente y útil, la regulación actual debería ser revisada aplicando los resultados obtenidos en esta tesis.

Ana Romero-Freire was born on the 11th of January, 1984 in Noia, Spain. She has a bachelor degree in Environmental Science by the University of Granada (Spain) and also a degree as a Forestal Technical Engineer with specialization in forestal exploitations by the University of Santiago de Compostela (Spain). Ms. Romero-Freire has also two Master degrees, the first in Management of Environmental Projects and Corporate Social Responsibility by the University of Santiago de Compostela and the other in Conservation, Management and Restoration of Biodiversity by the University of Granada. The focus of her research is the study of the fate and ecotoxicological effects of metals and metalloids as well as metal-based nanoparticles in soil. This includes studying the influence of soil properties and constituents and also the effects of ageing (long-term equilibration) on the (bio)availability and fractionation of metals in soil. Next aim is to assess metal bioavailability and toxicity to different organisms by the use of bioassays. In addition, she intend to implement the obtained results within the framework of risk assessment, for instance by establishing toxicity thresholds for soils that can be used for legislation.

• Romero-Freire A, Martín Peinado F.J., Díez Ortíz M., van Gestel C.A.M. 2015. Influence of soil properties on the bioaccumulation and effects of arsenic in the earthworm Eisenia andrei. Environmental Science and Pollution Research. DOI: 10.1007/s11356-015-4659-4
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• Romero-Freire A., Martínez L., Ortiz I., Sierra M., Martín-Peinado F. 2013. Biodisponibilidad y ecotoxicidad del plomo en relación a las propiedades del suelo. VI Simposio nacional sobre control de la degradación y restauración del suelo. Almería, Spain
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• Beca Formación de Personal Investigador (FPI-MICINN bes-2011-045101). Contratos real decreto 63/2006 becas adscritas a proyecto.

• DOUBLE DOCTORATE. (Mar. 2014-Oct-2014). Department of Animal Ecology: Effects of ageing and soil properties on the availability and fractionation of Zn nanoparticles, relation with Eisenia andrei test. (Supervisor: C.A.M. van Gestel).
• SHORT STAY (Set. 2013-Dec. 2013): Within European project nanoFATE: Determine influence of ageing of Ag nanoparticle (NP) fate, bioavailability and toxicity to the earthworm Eisenia fetida. (Supervisor: Claus Svendsen).
• ERASMUS scholarship (Course 2009-2010): Division of Soil and Water Management. Completing my final project in collaboration with the department, working in assess of toxicity of Manganese to micro-organisms and to higher plants in soil. (Supervisor: Erik Smolders).

Directores: Fernando Bea Barredo y Jane H. Scarrow (Dpto. Mineralogía y Petrología, UGR)

Mención Doctorado Internacional

21 de julio de 2015, 11:00 h. Salón de Grados, Facultad de Ciencias. Actualmente (Julio 2015): Departamento de Mineralogía y Petrología, Universidad de Granada. aitorc@ugr.es

Esta Tesis Doctoral trata sobre la petrogénesis de tres complejos plutónicos de la Zona de Ossa-Morena emplazados durante la orogenia Varisca. Estos complejos son; Burguillos del Cerro, Valencia del Ventoso y Brovales. El amplio espectro composicional observado en estos complejos, desde rocas ultramáficas hasta diferenciados félsicos, proporciona una información detallada de los procesos de formación y crecimiento cortical. Establecer el aporte de cada uno de estos procesos para evaluar y determinar las causas del crecimiento cortical necesita el reconocimiento y caracterización de componentes magmáticos juveniles y antiguos. En este trabajo se estudia la petrogénesis de rocas ‘calco-alcalinas’ de características híbridas donde están implicadas en su formación magmas de distintas fuentes; astenosféricas, litosféricas y del basamento sedimentario.

Las dataciones mediante U-Pb en circón con SHRIMP establecieron la edad de tres complejos plutónicos Variscos de la Zona de Ossa-Morena en un rango de 340-320 Ma (Viseense-Bashkiriense): i. el complejo plutónico de Burguillos del Cerro con una edad de 336 ± 1 Ma; ii. el complejo plutónico de Valencia del Ventoso con un rango de edades de 334-320 Ma; y iii. el plutón de Brovales con una edad de 340 ± 2 Ma. Esta caracterización temporal relaciona el magmatismo con un evento metamórfico de alta temperatura y baja presión así como como con el desarrollo de cuencas sedimentarias. Estos eventos se enmarcan en un contexto tectonomagmático de intrusión intra-placa relacionado con la extensión/transtensión de un proceso de orogenia-intracontinental descrito en la región.

La gran variación de las relaciones petrográficas, el quimismo de las fases minerales y la composición de elementos mayores, traza y de isotópos (Sr y Nd) de roca total permitieron agrupar a este conjunto de rocas en cinco grandes grupos composicionales: Ultramáfico-Máfico; Alcalino; Subalcalino Máfico-Intermedio, Subalcalino Intermedio-Félsico y Peraluminoso.

Para poder explicar la amplia variabilidad composicional es necesario la presencia de dos fuentes mantélicas; la primera litosférica a la que estrían asociados los derivados máficos alcalinos; y la segunda astenosférica la cual generaría los magmas de composición toleiitica. La tercera fuente implicada en este proceso se relaciona con la fusión parcial de la corteza, los sedimentos que dan forma al basamento de la Zona de Ossa-Morena, produciendo los fundidos félsicos peraluminosos.

Como estas fuentes pudieron interactuar en un contexto extensional se explica por un modelo simple del estiramiento de la litosfera dando como el resultado el ascenso de la astenosfera la fusión parcial de esta última, del manto litosférico adyacente y de la corteza.

En ausencia de una anomalía térmica, se pueden producir pequeñas cantidades de fundido derivado de la astenosfera con limitado estiramiento de la litosfera. El ascenso de los magmas derivados de la astenosfera y la descompresión adiabática del manto provocarían la fusión del manto litosférico metasomatizado, produciendo los líquidos alcalinos. El ascenso y la coalescencia de estos magmas máficos, sub-alcalinos y alcalinos, provocaría la intrusión de pequeños sills a niveles de la corteza media. La transferencia de calor del magma máfico al encajante favoreciendo la fusión parcial de la corteza en el contorno de la intrusión máfica. Al ser estos derivados corticales menos densos, ascenderían desde la base y través de los magmas máficos provocando los procesos de hibridación entre ambos magmas.

Los procesos de mezcla y cristalización dieron lugar al amplio cortejo de rocas, híbridas, cumulíticas y fraccionadas que se observan en los tres complejos plutónicos estudiados. En el complejo plutónico de Burguillos del Cerro los grupos Ultramáfico-Máfico y Alcalino representan los componentes derivados del manto. El Grupo Peraluminoso representa el magma, ‘puro’, derivado de la corteza. Por otro lado los grupos Subalcalinos, que además intruyen a los grupos Ultramáfico-Máfico y Alcalino, representarían las rocas híbridas, rocas que se preservan en mayor medida en el complejo de Valencia del Ventoso y en plutón de Brovales. Este modelo petrogenético es consistente con las relaciones de intrusión y mezcla observadas en el campo.

Para contextualizar el magmatismo Varisco de la Zona de Ossa-Morena en un rango de tiempo y espacio más amplio se investigó en esta tesis la posición paleogeográfica de la Zona de Ossa-Morena durante en el transito Cámbrico-Ordovícico. En ese periodo de tiempo la Zona de Ossa-Morena formaba parte de las áreas periféricas del norte de Gondwana, las cuales se amalgamaron durante la orogenia Varisca. En términos de paleoposición, se puede correlacionar el Escudo del Tuareg, norte de África, con la Zona de Ossa-Morena, como así lo indican los datos geocronológicos de distribución de edades modelo de Nd, de circones detríticos y circones pre- y magmáticos. Esta nueva posición paleogeográfica difiere de la previamente definida en las inmediaciones del Escudo Oeste Africano, en el Anti-Atlas. En este periodo de tiempo se enmarca, además, la apertura del Océano Rhéico a lo largo del margen norte de Gondwana. En consecuencia la expresión magmática de este evento se registra de manera más leve en los terrenos, de acuerdo con su posición paleogeográfica en el Paleozoico, situados en la parte más oriental, como es el caso de la Zona Centro-Ibérica o los terrenos parautóctonos de la Zona de Galicia Tras-os-Montes. Mientras que el evento magmático Cámbrico-Ordovícico es más evidente en las zonas localizadas en una posición paleogeográfica más occidental, como la que se propone en este trabajo para la Zona de Ossa-Morena. El modelo que explicaría esta evolución magmática estaría asociado con la propagación de una ‘rama’ o ‘brazo’ del Océano Rhéico que se preservaría actualmente en la zona de cizalla transpresiva izquierda de Badajoz-Córdoba, como consecuencia de la amalgamación de la Zona Centro-Ibérica y la Zona de Ossa-Morena durante la orogenia Varisca.

Aitor Cambeses Torres es licenciado en licenciado en Geología por la Universidad de Granada (2009), con Máster Oficial en Geología (2011) por la misma universidad. El comienzo de su carrera investigadora fue en 2008 hasta el 2009 con la concesión de una beca para la formación del personal de apoyo técnico de la Fundación Empresa Universidad de Granada y la empresa Herba Ricemills S.L., para el estudio cristalográfico de los derivados amiláceos del arroz. Durante la tesis de máster, año 2009, se incorpora al grupo RNM-302, Petrogénesis y modelización de procesos litosféricos dirigido pro D. Fernando Bea Barredo, realizando su trabajo de investigación, bajo la dirección de Dña. Jane H. Scarrow, en los procesos petrogenéticos relacionados con el magmatismo ultrapotásico del SE de la península Ibérica. En 2011 le fue concedida una beca de Formación del Profesorado Universitario (FPU), por el Ministerio de Educación, cultura y Deporte, para la realización de su tesis doctoral, bajo la dirección de D. Fernando Bea Barredo y Dña. Jane H. Scarrow, en la petrogénesis del magmatismo Varisco de la Zona de Ossa-Morena, en el SO del Macizo Ibérico. Esta formación se ha complementado con distintas estancias en el Centro Internacional de Métodos Numéricos aplicados a la Ingenieria (CIMNE, U. Politécnica de Cataluña), y en la Universidad de Goethe, Frankfurt. Por otro lado, participa en distintos proyectos de I+D+i así como de proyectos de Innovación Docente de la Universidad de Granada. Además ha sido cotutor de un trabajo fin de Grado en Geología por la Universidad de Granada. Los resultados obtenidos como consecuencia de sus investigaciones, han sido publicados en revistas de impacto internacional en el ámbito de la petrología, geoquímica y geocronología.

• Moreno-Moreno, J.A., Montero, P., Abu-Anbar, M., Molina-Palma, J.F., Scarrow, J.H., Talavera, C., Cambeses, A., Bea, F., 2012. SHRIMP U-Pb zircon dating of the Katerina Ring Complex: Insights into the temporal sequence of Ediacaran calc-alkaline to peralkaline magmatism in southern Sinai, Egypt.. Gondwana Research, 21; 887-900.
• Cambeses, A., Scarrow, J.H., 2013. Ultrapotassic Volcanic Centres as Potenial Paleogeographic Indicators: The Mediterranean Tortonian `Salinity Crisis´, Southern Spain, 2013. Geologica Acta, 11; 295-310.
• Moreno-Moreno, J.A., Molina-Palma, J.F., Montero, P., Abu-Anbar, M., Scarrow, J.H., Talavera, C., Cambeses, A., Bea, F., 2014. Unraveling sources of A-type magmas in juvenile continental crust: constraints from compositionally diverse Ediacaran post-collisional granitoids in the Katerina Ring Complex, southern Sinai, Egypt. Lithos 192-195, 56-85.
• Cambeses, A., Scarrow, J.H., Montero, P., Molina-Palma, J.F., Moreno-Moreno, J.A 2014. SHRIMP U-Pb zircon dating of the Valencia del Ventoso plutonic complex, Ossa-Morena Zone, SW Iberia: middle Carboniferous extension-related 'calc-alkaline' magmatism. Gondwana Research, doi:10.1016/j.gr.2014.05.013.

• Cambeses, A., Scarrow, J.H., 2012. Estudio mineralógico cuantitativo mediante difracciónde Rayos-X de rocas potásicas de la región volcánica neógena del sureste de España: ‘lamproitas anómalas’. Geogaceta 52, 207-210
• Cambeses, A., García-Casco, A., Scarrow, J.H., 2013. Magmas mantélicos a través de un complejo anatéctico: evidencias texturales y composicionales de micas en lamproitas de la región Neógena volcánica del sureste de España. Geogaceta 54, 55-58.
• Cambeses, A., García-Casco, A., Scarrow, J.H., 2014. Variacion Camposicional de Micas en Lamproitas como Marcadores de Procesos Mantélico. Macla 19, 55-58.

• Martín-Ramos, J.D., Díaz-Hernández, J.L., Cambeses, A., Scarrow, J.H., López-Galindo, A., 2012. Pathways for Quantitative Analysis by X-Ray Diffraction, en: An introduction to the Study of Mineralogy.
• Anderson, T., Scarrow, J.H., Cambeses, A., 2013. Continued Characterization of Querns and Quern Quarries in Southern Spain, en: Proceedings of the 4th International Colloquium on the Archaeology and Geology of Mills andMilling. The Museum of Archaeology, University of Stavanger, Norway.
• Anderson, T., Cambeses, A., Scarrow, J.H., 2014. Premier bilan sur les moulins pompéiens dans la péninsule ibérique, en: Proceedings of the International Colloquium on the Archéologie des moulins hydrauliques, à traction animale et à vent, des origines à l’époque médiévale.

• Multi-stage calc-alkaline Variscan plutonism: Valencia del Ventoso, Ossa Morena Zone, Spain. Jane Hannah Scarrow; Aitor Cambeses Torres; Alejandro Diaz Moreno; Juan Antonio Moreno Moreno; Fernando Bea Barredo. En: Seventh Hutton Symposium on Granites and Related Rocks, 2011. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• Amphibole-Stability in silicic systems: Constrains from phase relations in late Pan-African quartz-syenites and granitoids from the Katerine Ring complex (Southern Sinai, Egypt). Juan Antonio Moreno Moreno; Jose Francisco Molina Palma; Abu Anbar, Mohamed; Aitor Cambeses Torres. En: Seventh Hutton Symposium on Granites and Related Rocks, 2011. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• Producing new crust whilst reworking old: high-precision SIMS zircon oxygen isotope evidence for contrasting styles of magma interaction in Variscan Central Iberian mafic-intermediate stocks. Jane Hannah Scarrow; Martin Whitehouse; Maria Pilar Gonzalez Montero; Jose Francisco Molina Palma; Juan Antonio Moreno Moreno; Aitor Cambeses Torres; Fernando Bea Barredo. En: Seventh Hutton Symposium on Granites and Related Rocks, 2011. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• SHRIMP U-Pb zircon dating of the Katerina Ring Complex. Insights into the temporal sequence of Late Pan-African calc-alkaline to peralkaline magmatism in southern Sinai, Egypt. Juan Antonio Moreno Moreno; Maria Pilar Gonzalez Montero; Abu Anbar, Mohamed; Jose Francisco Molina Palma; Jane Hannah Scarrow; Cristina Talavera Rodríguez; Aitor Cambeses Torres; Fernando Bea Barredo. En: Seventh Hutton Symposium on Granites and Related Rocks, 2011. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• Orogenic potassic mafic magmatism, a product of alkaline-peraluminous mixing? Variscan 'calc-alkaline' rocks from the Central Iberian and Ossa Morena Zones, Central Spain. Jane Hannah Scarrow; Aitor Cambeses Torres; Fernando Bea Barredo; Maria Pilar Gonzalez Montero; Jose Francisco Molina Palma; Juan Antonio Moreno Moreno. En: EGU General Assembly, 2013. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• Post-collisional interaction of lamproite mantle and dacite crustal magmas: a case study from the Neogene Volcanic Province, southeast Spain. Aitor Cambeses Torres; Jane Hannah Scarrow. En: EGU General Assembly, 2013. Tipo de soporte: Poster en congreso y comunicación oral (Poster summaries and discussions).
• Unravelling the petrogenesis of lamproitic magmas by means of textural and chemical analysis of mica. Aitor Cambeses Torres; Antonio Garcia Casco; Jane Hannah Scarrow. En: EGU General Assembly, 2013. Tipo de soporte: Poster en congreso y comunicación oral (Poster summaries and discussions).
• Condiciones P-T de formación de asociaciones con Cl-anfíbol en gneises leucocráticos del complejo meta-ígneo Precámbrico de Gebel Kamil (Egipto-Sudán): implicaciones para el origen de fluidos salinos en la corteza inferior. Jose Francisco Molina Palma; Maria Pilar Gonzalez Montero; Fernando Bea Barredo; Abu Anbar, Mohamed; Jane Hannah Scarrow; Aitor Cambeses Torres; Juan Antonio Moreno Moreno. En: VIII Congreso Geológico de España, 2012. Tipo de soporte: Poster en congreso.
• Estudio mineralógico cuantitativo mediante difracciónde Rayos-X de rocas potásicas de la región volcánica neógena del sureste de España: ‘lamproites anómalas’, 2012. Aitor Cambeses Torres; Jane Hannah Scarrow. En: 52 Sesión científica Geogaceta, 2012. Tipo de soporte: Comunicación oral.
• Magmas mantélicos a través de un complejo anatéctico: evidencias texturales y composicionales de micas en lamproitas de la región Neógena volcánica del sureste de España, 2013. Aitor Cambeses Torres; Antonio García Casco; Jane Hannah Scarrow. En: 54 Sesión científica Geogaceta, 2013. Tipo de soporte: Comunicación oral.

• Ayuda para estancia Breve concedida por el Ministerio de Educación, Cultura y Depote en la convocatoria 2013, con referencia EST13/00484, para un periodo de tres meses.
• Beca FPU concedida por el Ministerio de Educación en la convocatoria 2010, con referencia AP-2010-3575 (BOE 21/12/2011).
• Beca concedida por el departamento de mineralogía y petrología de la Universidad de Granada para la matricula en el Máster Universitario en Geología, durante el curso académico 2009-2011 (adjunta certificación)
• Beca ofrecida por FEUG asociada a un proyecto de innovación de la Junta de Andalucía (CTA), en colaboración con la empresa Herba Rice Meils y Puleva Biotech. Durante 01/03/08 al 01/07/08, 01/10/08 al 01/02/09, 01/02/09 al 01/07/09, 01/09/09 al 01/012/09. Universidad de Granada, Dpto. Mineralogía y Petrología Laboratorios I+D+i Puleva Biotech (Granada) Laboratorio de microscopia electrónica (FESEM) en CEAMA.

• Estancia de dos meses de duración en el Centro Internacional de Métodos Numéricos aplicados a la Ingenieria (CIMNE). Del 1/02//2014 a 1/04/2014
• Estancia de dos tres meses de duración en la Universidad de Goethe, Frankfurt . Del 15/09/2014 a 15/12/2014

Director: Giuseppe Cultrone (Dpto. Mineralogía y Petrología)

Doctorado internacional

12 de junio de 2015, 11:00 h. Salón de Grados, Centro de Instrumentación Científica (CIC-UGR) - 1ª planta Actualmente (Mayo 2015): Departamento de Mineralogía y Petrología, Universidad de Granada. molinap@ugr.es

Se han seleccionado cuatro variedades de piedra natural explotadas en Andalucía y que son constituyentes del importante patrimonio arquitectónico de las ciudades de Granada, Ronda y Montoro. Los litotipos elegidos son la Calcarenita de Santa Pudia, el Travertino Amarillo, la Arenisca Ronda y la Molinaza Roja, todas ellas rocas sedimentarias que admiten distintos acabados superficiales, seleccionando los acabados “al corte de sierra”, el “apomazado” y el “abujardado”. El objetivo principal de esta Tesis ha partido de la caracterización de estos materiales para, posteriormente, determinar los factores que limiten su calidad técnica ya que han sido y son empleados tanto en el patrimonio arquitectónico como en las construcciones civiles recientes. La consecución de este objetivo se ha procurado a través de la exhaustiva caracterización química, mineral, petrográfica, del sistema poroso y física referentes a las principales propiedades intrínsecas de las cuatro variedades de roca procedentes de cantera. Con estos datos se ha evaluado la influencia de los elementos texturales, minerales y del sistema poroso para definir cuáles serán los factores intrínsecos que faciliten los procesos de deterioro. Por otra parte, se ha analizado la importancia de cada acabado superficial aplicado respecto a distintas propiedades debido a que los procesos de alteración que sufren las rocas comienzan, habitualmente, por modificar su superficie. Los ensayos que han determinado el color, la rugosidad, las propiedades mecánicas y térmicas así como hídricas han permitido, de igual modo, poder comprender cuales serán los condicionantes propios de cada material. Una vez realizada la caracterización de las distintas propiedades de volumen y de superficie en muestras sanas, se ha procedido a valorar la durabilidad mediante ensayos de envejecimiento acelerado en laboratorio para discernir y conocer las causas y efectos de los procesos de deterioro. Al mismo tiempo, se han dispuesto probetas de las cuatro variedades y con los tres acabados, en una terraza de la Facultad de Ciencias de la Universidad de Granada, durante cuatro años y medio para evaluar los procesos de deterioro que pudieran ocurrir en condiciones reales al ser expuestas a los distintos contaminantes atmosféricos. Asimismo, la comparativa final entre los resultados de los ensayos de laboratorio y a la intemperie han permitido comprobar y conocer cuáles son los principales agentes de deterioro que actúan en la ciudad de Granada. Por último, se ha evaluado la efectividad del hidroxiapatito como compuesto consolidante de rocas de composición carbonatada. El objetivo de este estudio ha sido analizar la compatibilidad con estos materiales y posteriormente, sobre probetas consolidadas, evaluar su eficacia frente a ensayos de envejecimiento. En este sentido, es interesante destacar el uso de la microtomografía de rayos X, que además de ser una técnica de muy alta resolución, permite conocer las variaciones de la textura y del sistema poroso sobre las mismas probetas antes y después de ser deterioradas o tratadas.

El estudio realizado en esta Tesis sobre las propiedades y la durabilidad de estas cuatro rocas sedimentarias, especialmente haciendo hincapié en la textura, el sistema poroso y los acabados superficiales aplicados, han permitido comprender los factores de riesgo más importantes para la integridad de estas rocas utilizadas tanto en el Patrimonio Arquitectónico Andaluz así como en obra civil nueva. Asimismo, los datos obtenidos para estas variedades de piedra natural podrán ser utilizados por las empresas que las distribuyen, pudiendo de esta manera aprovechar y mejorar sus estrategias comerciales en base a estos resultados. Finalmente, la implementación de esta dualidad en los resultados, orientados tanto con interés científico por parte de la universidad como económico para las empresas, sirva de nexo para favorecer el entendimiento y comunicación entre ambas partes ya que en muchos casos es inexistente, dejando parcialmente desaprovechada la información que tienen trabajos de esta índole.

Eduardo Molina Piernas es licenciado en Geología por la Universidad de Granada (2008), con Máster Oficial en Geología (2010) por la misma universidad y Máster en Aplicaciones informáticas y contables en gestión de empresas por Euroseper S.L. (2007). El comienzo de su carrera investigadora fue en 2007 con la concesión de una beca de Iniciación a la Investigación del Plan Propio de la Universidad de Granada para el estudio de material cerámico procedente del yacimiento arqueológico de Basti. Durante su tesis de máster, se inició en la caracterización de los condicionantes de la durabilidad de la piedra natural, enfocado especialmente en la relevancia del sistema poroso. Posteriormente, en su tesis doctoral ha venido desarrollando su formación en el estudio de los mecanismos y propiedades de volumen y de superficie que afectan a la durabilidad de distintos materiales de construcción, especialmente en rocas porosas sedimentarias. Toda esta formación, se ha completado con la realización de varias estancias entre distintas universidades españolas (Oviedo, Zaragoza, Cádiz y Alicante) y una europea (Universidad de Gante), estando bajo la tutela de la profesora Dra. Veerle Cnudde y adquiriendo una importante formación sobre la técnica de microtomografía de rayos X. Por otro lado, ha participado en numerosos proyectos de I+D y es el investigador principal de un proyecto de Innovación Docente de la Universidad de Granada. Paralelamente a sus estudios de licenciatura, máster y doctorado, ha estado colaborando y trabajando desde 2005 con la Asociación de Estudios de Arqueología Bastetana (AEAB), mediante el análisis y estudio de material arqueológico y del territorio desde el punto de vista geológico, ampliando la interdisciplinariedad de los trabajos que ha llevado a cabo la Asociación. Así mismo ha participado en charlas y excursiones para público no especializado. También de forma simultánea, pero más reciente (desde 2007), ha estado trabajando y colaborando con el Instituto de Conservación y Restauración de Bienes Culturales del Centro Internacional para la Conservación del Patrimonio (Fundación CICOP-ICON) llevando a cabo estudios de material de construcción procedente tanto del patrimonio artístico y arquitectónico, principalmente de la ciudad de Granada, así como para nueva construcción a través de la elaboración de informes técnicos a petición de distintas empresas. La colaboración en ambas sociedades, le ha permitido ampliar el conocimiento en temas como la arqueología y análisis del territorio (georrecursos) así como en la ciencia de los materiales, especialmente en aquellos orientados a la construcción. Los resultados obtenidos como consecuencia de todas sus investigaciones, han sido publicados en revistas de impacto internacional en el ámbito de la ingeniería, la caracterización de materiales de construcción, la arqueometría y ceramología.

• A. Arizzi, E. Molina, G. Cultrone. 2015. Repair rendering mortars for the restoration of the Vargas Palace in Granada (Spain): a comparative study of the mortar behaviour in the laboratory and on site. Sustainable use of traditional geomaterials in construction practice, en Prikryl, R., Torok, A., Gomez-Heras, M., Miskovsky, K. & Theodoridou, M. (eds). Special Issue of the Geological Society of London 416. DOI: http://dx.doi.org/10.1144/SP416.2 (2015).
• G. Cultrone, E. Molina, A. Arizzi. 2014. The combined use of petrographic, chemical and physical techniques to define the technological features of Iberian ceramics from the Canto Tortoso area (Granada, Spain). Ceramics International 40, 10803-10816. DOI: 10.1016/j.ceramint.2014.3.072.
• E. Molina, G. Cultrone, E. Sebastián, F.J. Alonso. 2013. Evaluation of stone durability using a combination of ultrasound, mechanical and accelerated ageing tests. Journal of Geophysics and Engineering 10, 035003, 1-18. DOI: 10.1088/1742-2132/10/3/035003.
• P. Vázquez, J. Alonso, L. Carrizo, E. Molina, G. Cultrone, M. Blanco, I. Zamora. 2013. Evaluation of the petrophysical properties of sedimentary building stones in order to establish quality criteria. Construction and Building Materials 41, 868-878. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2012.12.026.
• E. Molina, G. Cultrone, E. Sebastián, F.J. Alonso, L. Carrizo, J. Gisbert, O. Buj. 2011. The pore system of sedimentary rocks as a key factor in the durability of building materials. Engineering Geology 118, 110-121.
• G. Cultrone, E. Molina, C. Grifa, E. Sebastián. 2011. Iberian ceramic production from Basti (Baza, Spain): first geochemical, mineralogical and textural characterization. Archaeometry 53, 340-363. DOI: 10.1111/j.1475-4754.2010.00545.x.

• E. Molina Piernas, L. Rueda Quero, G. Cultrone, E. Ruiz-Agudo. 2015. A new use of hydroxyapatite-based consolidant: cleaning and consolidation of stones in one step by reaction with gypsum crust. EGU General Assembly 2015. Actas de Congreso (en prensa).
• E. Molina, G. Cultrone. 2014. Consolidación de la piedra natural con hidroxiapatito: evaluación de los cambios en el sistema poroso. XXXIV Reunión de la Sociedad Española de Mineralogía. Macla 19 (en prensa).
• E. Molina, C. Cardell, G. Cultrone, L, Sánchez. 2014. Título: Estudio analítico de artesonados policromados del monasterio de San Jerónimo (Baza, España). XXXIV Reunión de la Sociedad Española de Mineralogía. Macla 19 (en prensa).
• A. M. Adroher Auroux, E. Molina Piernas. 2014. Entre la tierra y el plato: la molienda en la protohistoria del mediodía peninsular ibérico. Reunión internacional “Molinos y molienda en el Mediterráneo occidental durante la edad de hierro”. Revista d'Arqueologia de Ponent 24, 215-237.
• G. Cultrone, E. Molina, A. Arizzi, A. Caballero-Cobos. 2013. Preliminary geochemical and mineralogical data of Iberian ceramics from Canto Tortoso, Granada (Spain). 12th European Meeting on Ancient Ceramics (EMAC2013). Actas de congreso, 124.
• R. Navarro, E. Molina, J.M. Baltuille. 2013. The relevance of “Santa Pudia” calcarenite: a natural stone to preserve heritage buildings in Andalusia (Spain). EGU General Assembly. Actas de Congreso, Vol. 15, EGU2013-4297-2.
• E. Molina, G. Cultrone. 2012. Litodiversidad de los elementos arqueológicos de molino de la zona septentrional granadina. XXXII Reunión de la Sociedad Española de Mineralogía. Macla 16, 38-39.
• E. Molina, G. Cultrone, E. Sebastián. 2011. Descripción petrográfica y química de dos materiales pétreos empleados en el patrimonio construido de Andalucía. XXXI Reunión de la Sociedad Española de Mineralogía. Macla 15, 133-134.
• E. Molina, G. Cultrone, E. Sebastián. 2009. Iberian ceramic production from Basti (Baza, Spain): petrophysical and geochemical characterization. International Clay Conference (XIV ICC). Actas de Congreso, Vol. 2, pp. 40.
• E. Molina, G. Cultrone, E. Sebastián. 2008. Caracterización petrográfica y química de ánforas ibéricas en la zona de Basti (Baza, Granada). Primer Congreso Internacional de Arqueología Ibérica Bastetana. Actas de Congreso, cd-rom.

Becas

• Contrato en proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía. Departamento de Mineralogía y Petrología, Universidad de Granada. (Septiembre 2010 * Agosto 2014).
• Ayuda para la movilidad internacional de estudiantes de doctorado. Universidad de Granada y CEI Bio Tic. 01/03/2013-31/05/2013.
• Beca de Iniciación a la investigación del Plan Propio de la Universidad de Granada. 2007-2008.
• Beca anual de carácter general y de movilidad para alumnado universitario y de otros estudios superiores. Universidad de Granada. 2004-2008.
• Beca para Iniciación de estudios universitarios. Universidad de Granada. 2003-2004.

Contratos técnicos

• Asesoría Técnica. Instituto de Conservación y Restauración de Bienes Culturales (ICON-FCICOP). “Estudio del material pétreo de la fachada del edificio ABC, Sevilla”. 01/2014-02/2014.
• Asesoría Técnica. Instituto de Conservación y Restauración de Bienes Culturales (ICON-FCICOP). “Análisis de materiales pétreos”. 11/2011-07/2013.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Estudio de los materiales de construcción y de las alteraciones del cimborrio del Hospital Real (Granada)”. 06/2011-10/2011.
• Apoyo técnico. Universidad de Granada. 01/12/2009-31/12/2009.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Estudio petrográfico y propiedades hídricas de granitos variedad cristal, procedentes de China, colocados en el Edificio Torrelaguna, ubicado en El Ejido (Almería)”. 02/2009-06/2009.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Seguimiento y control de calidad de los materiales de construcción del Palacio de Bib-Ataubín (Granada)”. 06/2009-10/2009.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Estudio del material geológico de los yacimientos de La Pedraja (Burgos)”: 10/2008-06/2009.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Estudio del material geológico de los yacimientos de Costalomo y El Frontal I (Burgos)”. 10/2008-06/2009.
• Asesoría Técnica. Fundación Empresa * Universidad de Granada. “Análisis de materiales y del estado de conservación de Torres Bermejas”. 05/2006-062007.

• Departamento de Química-Física-Universidad de Cádiz. Supervisor: Profra. María Jesús Mosquera. 29-30/10/2014.
• Laboratorio de petrología aplicada, Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente-Universidad de Alicante. Supervisor: Prof. David Benavente. 05/05/2014-13/05/2014.
• Department of Geology and Soil Science-Ghent University. Supervisor: Profa. Veerle Cnudde. 01/03/2013-31/05/2013.
• Laboratorio de petrología aplicada, Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente-Universidad de Alicante. Supervisor: Prof. David Benavente. 05/03/2012-20/03/2012.
• Laboratorio de petrología aplicada, Departamento de Ciencias de la Tierra y del Medio Ambiente-Universidad de Alicante. Supervisor: Prof. David Benavente. 01/10/2011-15/10/2011.
• Departamento de Ciencias de la Tierra-Universidad de Zaragoza. Supervisor: Prof. Josep Gisbert. 7-9/05/2011.

Director: Jesús Galindo Zaldívar (Dpto. Geodinámica, UGR. Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, CSIC-UGR)

Doctorado internacional

14 Mayo 2015, 11:00 h., Salón de Grados, Facultad de Ciencias Actualmente (Abril 2015): Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. lgcastillo@ugr.es

The westernmost Betic Cordillera is located along the northwestern Gibraltar Arc, which constitutes a curved orogen formed by the interaction of the Eurasian and African plates and the Alborán continental domain in between. This is a key region for understanding the alpine evolution of the western Mediterranean. This Ph.D. Thesis examines the crustal structure in the westernmost Betics and its foreland, also determining the present-day activity of the mountain front in this area. In addition, this research provides new data that contribute to discussion of the main models of the evolution of the Gibraltar Arc proposed to date. Integration of geological, geophysical and geodetic data in the region proved crucial for these purposes, given the complex regional structure and the lack of quality outcrops. The analysis of magnetic anomalies along several profiles crossing the main magnetic dipole in the southwesternmost Iberian Peninsula helps constrain the geometry of the Monchique Alkaline Complex. This body crops out in southwestern Portugal and extends in depth eastward to the Betic Cordillera. A sharp step in the anomalous body coincides precisely with the southern channel of the Guadiana River, revealing the presence of a deep N-S crustal fault unknown to date, the Guadiana Fault. Gravity and geological observations support these results. Long period magnetotelluric data are useful to elucidate the conductivity of deep crust and upper mantle, whereby it is possible to infer the lithospheric and asthenosphere structure. Sea water constitutes the main conductive body at shallow crustal levels and its influence can mask 3D geological structures. 3D forward modelling studies have been developed to constrain the bathymetry and irregular coastline effect on phase tensor and tipper vectors in the Gibraltar area and appraise the influence of the narrow Gibraltar Strait. Long period magnetovariational observations in the westernmost Betic Cordillera, considering the sea influence in the area, highlight the presence of a major conductive body (0.05 Ω•m) within the basement of the southern Guadalquivir foreland basin: the Villafranca body. Magnetic anomaly data also evidence this major structure and help constrain its intermediate or basic igneous nature, with high sulphide mineralization. Its origin is discussed in the framework of the regional geological setting. Although previous research efforts held the western Betic Cordillera frontal area to be inactive, new GPS data suggest a very consistent westward motion with respect to the foreland, reaching maximum displacement values in the Gibraltar Strait area. The rectilinear character of the northwestern mountain front, together with the southeastward increasing thickness of the Guadalquivir basin infill, supports the activity of the westernmost Betics. Deformation is mainly accommodated by active folds showing a roughly WNW-ESE to W-E shortening, at least since the Pliocene. The displacement pattern is in agreement with the present-day clockwise rotation of the tectonic units in the westernmost Betic Cordillera. All these data support active lithospheric subduction and slab-rollback as the main model of tectonic evolution of the Gibraltar Arc.

Lourdes González Castillo es Licenciada en Geología por la Universidad de Granada (2009), con Máster Oficial en Geología (2010) y Máster Universitario en Profesorado de Educación Secundaria Obligatoria y Bachillerato, Formación Profesional y Enseñanza de Idiomas (Especialidad: Biología y Geología) (2011) por la misma Universidad. Durante la tesis de máster de Geología se inició en el estudio de estructuras corticales mediante la integración de métodos geológicos y geofísicos (gravimetría y magnetometría) en el extremo occidental de la Cordillera Bética y su antepaís. Las investigaciones vinculadas al desarrollo de su tesis doctoral se han centrado en la caracterización de la estructura cortical de la citada región a través de la adquisición y análisis de datos magnéticos, magnetotelúricos y gravimétricos junto con observaciones geológicas de campo. Por otro lado, se ha determinado la actividad del extremo occidental del frente de la Cordillera Bética así como el patrón de deformación del sector occidental de dicha cordillera mediante datos geológicos, geofísicos y geodésicos. Gracias a la participación en diferentes proyectos nacionales e internacionales, ha colaborado en diversas campañas de obtención de datos geológicos y geofísicos en otras regiones (Marruecos, Tierra de Fuego, Antártida) lo que ha contribuido a ampliar sus conocimientos sobre las distintas técnicas aplicadas y las características geológicas de estas áreas. En el marco de las ayudas para la realización de estancias en centros extranjeros vinculadas a la beca FPU para el desarrollo de su Tesis, ha realizado numerosas estancias en el Instituto de Geociencias de la Universidad de Frankfurt (Alemania) donde ha aprendido nuevos métodos de procesado y modelización de datos magnetotelúricos. Los resultados obtenidos como consecuencia de sus investigaciones, han sido publicados en revistas de impacto internacional en el ámbito de la geología y geofísica.

• González-Castillo, L.; Galindo-Zaldívar, J., Ruiz-Constán, A.; Pedrera, A. (2014). Magnetic evidence of a crustal fault affecting a linear laccolith: The Guadiana Fault and the Monchique Alkaline Complex (SW Iberian Peninsula). Journal of Geodynamics, 77, 149–157. doi: 10.1016/j.jog.2013.10.007.
• González-Castillo, Lourdes, Galindo-Zaldívar, Jesús, Pedrera, Antonio, Martínez-Moreno, Francisco José, Ruano, Patricia. (2015). Shallow frontal deformation related to active continental subduction: structure and recent stresses in the westernmost Betic Cordillera. Terra Nova, 27, 114-121. doi: 10.1111/ter.12138.
• González-Castillo, Lourdes, Galindo-Zaldívar, Jesús, Lacy, M.C., Borque, M.J., Martinez-Moreno, F.J., García-Armenteros, J.A., Gil, A.J. (2015). Active rollback in the Gibraltar Arc: evidences from CGPS data in the Western Betic Cordillera. Tectonophysics. doi:10.1016/j.tecto.2015.03.010.
• Anahnah, F., Galindo‐Zaldívar, J., Chalouan, A., Pedrera, A., Ruano, P., Pous, J., Heise, W., Ruiz‐Constan, A., Benmakhlouf, M., López‐Garrido, A.C., Ahmamou, M., Sanz de Galdeano, C., Arzate, J., Ibarra, P., González‐Castillo, L., Bouregba, N., Corbo, F. y Asensio, E. (2011). Deep resistivity cross section of the intraplate Atlas Mountains (NW Africa): New evidence of anomalous mantle and related Quaternary volcanism. Tectonics, 30, TC5014, doi: 10.1029/2010TC002859.
• Anahnah, F.; Galindo-Zaldívar, J.; Chalouan, A.; Pedrera, A.; Ruano, P.; Pous, J.; Heise, W.; Ruiz Constán, Benmakhlouf, M.; López-Garrido, A.C, Ahmamou, M.; Sanz de Galdeano, C.; Arzate, J.; Ibarra, P.; González-Castillo, L.; Bouregba, N.; Corbo, F.; Asensio, E. (2012). Reply to the comment by A. G. Jones et al. on “Deep resistivity cross section of the intraplate Atlas Mountains (NW Africa): New evidence of anomalous mantle and related Quaternary volcanism”. Tectonics, 31, 1-6, doi: 10.1029/2012TC003116.
• F.J. Roldán, J. Galindo-Zaldívar, P. Ruano, A. Chalouan, A. Pedrera, M. Ahmamou, A. Ruiz- Constán, C. Sanz de Galdeano, M. Benmakhlouf, A.C. López-Garrido, F. Anahnah, L. González-Castillo. (2014). Basin Evolution Associated To Curved Thrusts: The Prerif Ridges In The Volubilis Area (Rif Cordillera, Morocco). Journal of Geodynamics, 77, 56–69. doi: 10.1016/j.jog.2013.11.001.
• Martínez-Moreno, F.J., Pedrera, A., Ruano, P., Galindo-Zaldívar, J., Martos-Rosillo, S., González-Castillo, L., Sánchez-Úbeda, J.P., Marín-Lechado, C. (2013). Combined microgravity, electrical resistivity tomography and induced polarization to detect deeply buried caves: Algaidilla cave (Southern Spain). Engineering Geology, 162, 67-78, doi: 10.1016/j.enggeo.2013.05.008.
• Martínez-Moreno, F.J., Galindo-Zaldívar, J., Pedrera, A., Teixido, T., Ruano, P., Peña, J.A., González-Castillo, L., Ruiz-Constán, A., López-Chicano, M., Martín-Rosales, W. (2014). Integrated geophysical methods for studying the karst system of Gruta de las Maravillas (Aracena, Southwest Spain). Journal of Applied Geophysics, 107, 149-162, doi: 10.1016/j.jappgeo.2014.05.021.
• Martínez-Moreno, F.J., Galindo-Zaldívar, J., Pedrera, A., Teixidó, T., Peña, J.A., González-Castillo, L. (2015). Regional and residual anomaly separation in microgravity maps for cave detection: The case study of Gruta de las Maravillas (SW Spain). Journal of Applied Geophysics, 114, 1-11, doi: 10.1016/j.jappgeo.2015.01.001.
• Pedrera, A., Ruiz Constán, A., Galindo-Zaldívar, J., A.Chalouan, A., Sanz de Galdeano, C. Marín Lechado, C., Ruano, P., Benmakhlouf, M., Akil, M., López-Garrido, A.C, Chabli, A., Ahmamou, M. y González-Castillo, L. (2011). Is there an active subduction beneath the Gibraltar orogenic arc? Constraints from Pliocene to present-day stress field. Journal of Geodynamics, 52, 83-96 doi: 10.1016/j.jog.2010.12.003.
• Pedrera, A., Galindo-Zaldívar, J., Ruiz-Constán, A., Bohoyo, F., Torres-Carbonell, P., Ruano, P., Maestro, A., González-Castillo, L. (2014). The last major earthquakes along the Magallanes-Fagnano fault system recorded by disturbed trees (Tierra del Fuego, South America). Terra Nova, 26, 448-453. doi: 10.1111/ter.12119.

• Pedrera, A., Ruiz-Constán, A., Galindo-Zaldívar, J., Chalouan, A., Sanz de Galdeano, C., Marin-Lechado, C., Ruano, P., Benmakhlouf, M., López-Garrido,A.C., Chabli, A., Ahmamou, M. y Gonzalez-Castillo, L. (2011). Pliocene to Present-day stress field along the western Gibraltar orogenic arc and geodynamics implications. Geophysical Research Abstracts, Vol. 13, EGU2011-8811. EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• González Castillo, L., Galindo-Zaldívar, J. y Ruiz-Constán, A. (2011). Magnetic and Gravity Anomalies in the Western Betic Cordillera and its Foreland: Implications for Crustal Structure. “Bilan et Perspectives des Recherches sur le Domaine Alboran et l’Arc de Gibraltar: Impact sur les risques naturels”. (Tetuán, Marruecos).
• Anahnah, F., Galindo Zaldívar, J., Chalouan, A., Pedrera, A., Ruano, P., Pous, J., Heise, W., Ruiz Constán, A., Benmakhlouf, M., López Garrido, A.C., Ahmamou, M., Sanz de Galdeano, C., Arzate, J., Ibarra, P., González Castillo, L., Bouregba, N., Corbo, F. y Asensio, F. Deep Resistivity cross section of the intraplate Atlas Mountains (NW Africa): New evidence of anomalous mantle and related Quaternary volcanism. (2011). “Bilan et Perspectives des Recherches sur le Domaine Alboran et l’Arc de Gibraltar: Impact sur les risques naturels”. (Tetuán, Marruecos).
• Pedrera, A., Ruiz Constán, A., Galindo-Zaldívar, J., Chalouan, A., Sanz de Galdeano, C., Marín Lechado, C., Ruano, P., Benmakhlouf, M., Akil, M., López Garrido, A.C., Chabli, A., Ahmamou, M. y González Castillo, L. (2011). Pliocene to present-day stress field in the Gibraltar orogenic arc and geodynamics implications. “Bilan et Perspectives des Recherches sur le Domaine Alboran et l’Arc de Gibraltar: Impact sur les risques naturels”. (Tetuán, Marruecos).
• Roldan F. J., Galindo-Zaldívar, J., Chalouan, A., Ruano, P., Ahmamou, M., Pedrera, A., Ruiz Constán, A., Anahnah, F., Sanz de Galdeano, C., Benmakhlouf, M., López Garrido, A.C. y González Castillo, L. (2011). Evolución de cabalgamientos arqueados a partir del estudio de los depocentros asociados a cuancas transportadas: Las rides Prerifeines, Cuenca de Volubilis (Rif, Marruecos). “Bilan et Perspectives des Recherches sur le Domaine Alboran et l’Arc de Gibraltar: Impact sur les risques naturels” (Tetuán, Marruecos).
• Gómez Ortiz, A., Palacios Estremera, D., Salvador Franch, F., de Sanjosé Blasco, J.J., Oliva Franganillo, M., Salvà Catarineu, M., Atkinson Gordo, A., Galindo-Zaldivar, J., Sanz de Galdeano, C., Tanarro, L.M., y González Castillo, L. (2011). Respuesta de una montaña mediterránea al cambio global (Sierra Nevada, España): el proceso degradativo de masas heladas glaciares relictas y permafrost. UGI 2011 Regional Geographic Conference. Santiago de Chile (Chile).
• Lourdes González-Castillo, Jesús Galindo-Zaldívar, Ana Ruiz-Constán, Antonio Pedrera. (2014). Guadiana fault: magnetic and gravity constraints related with the Monchique Alkaline Complex structure (Betic Cordillera foreland). EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• Martínez-Moreno, F.J.; Galindo-Zaldívar, J.; Pedrera, A.; Teixidó, T.; Ruano, P.; Peña-Ruano, J.A.; González-Castillo, L.; Ruíz-Constan, A.; López-Chicano, M.; Martín-Rosales, W. (2014). Comparing the suitability of geophysical methods in the study of a cave in marbles: A case study of Gruta de las Maravillas (Aracena, Southwest Spain). EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• Francisco Javier Roldán, Jesus Galindo, Patricia Ruano, Ahmed Chalouan, Antonio Pedrera, Mfedal Ahmamoud, Ana Ruiz, Carlos Sanz, Mohammed Benmakhlouf, Angel Carlos Lopez, and Lourdes Gonzalez. (2014). Curved thrusts from associated basin depocenters. Basement Paleozoique the morphologyc control. The Rides Prerifaines in the Volubilis Basin (Rif Cordillera, Morocco). EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• Patricia Ruano, Jesús Galindo-Zaldívar, Menchu Comas, Ahmed Chalouan, Omar Azzouz, Manuel Jesús Román-Alpiste, Antonio Pedrera, Carlos Sanz de Galdeano, Ángel Carlos López-Garrido, Mohamed Benmakhlouf, Francisco Javier Roldán-García, Farida Anahnah, and Lourdes González-Castillo. (2014). Offshore-onshore recent tectonic deformations in the eastern Rif and its foreland (Alhoceima-Nador, Morocco). EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• Lourdes González-Castillo, Andreas Junge, Jesús Galindo-Zaldívar, Alex Löwer. (2014). Sea influence of a narrow strait connecting a large ocean and a small sea on LMT data: Gibraltar Strait. Electromagnetic Induction Workshop (EMIW-Weimar 2014) (Weimar, Alemania)
• Galindo-Zaldívar, Jesus, González-Castillo, Lourdes, Ruano-Roca, Patricia, Tamay, José, Serrano, Richard, Soto, John Egverto, Paladines, Agustín, Caceres, Bolivar, Bohoyo, Fernando. (2014). Magnetic and field tectonic observations in the Greenwich, Robert, Dee and Barrientos islands: new insights on the South Shetland Block crustal structure. 2014 SCAR Open Science Conference (Auckland, Nueva Zelanda)
• Martínez-Moreno, F.J.; Galindo-Zaldívar, J.; Pedrera, A.; Teixidó, T.; Peña-Ruano, J.A.; González-Castillo, L.; Ruano, P.; Ruíz-Constan, A.; López-Chicano, M.; Martín-Rosales, W.; Azor, A. (2014). Integración de métodos geofísicos para el estudio de cavidades en el sistema kárstico de la Gruta de las Maravillas (Aracena). Cuevatur 2014. (Aracena, Huelva, España)

• Beca de Iniciación a la Investigación, Plan Propio Universidad de Granada. Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. (05-2009 / 05-2010)
• Beca de Formación de Profesorado Universitario (FPU) (convocatoria 2009) del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. (7-10-2010 / 04-05-2015).

• Institute of Geosciences, Frankfurt University. (Frankfurt am Main, Alemania) 01-06-2012 / 31-07-2012; 01-06-2013 / 31-07-2013; 19-05-2014 / 19-08-2014. Supervisor: Prof. Andreas Junge.
• Centro Austral de Investigaciones Científicas. (Ushuaia, Argentina). 1-11-2012 / 1-12-2012.
• Base Antártica Pedro Vicente Maldonado. (Isla Greenwich, Antártida). Febrero, 2014.
• Universidad Técnica Particular de Loja. (Loja, Ecuador). Enero, 2015.

Directores: F. Javier Huertas Puerta (Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, CSIC-UGR), Jordi Cama i Robert (Instituto de Diagnostico Ambiental y Estudios del Agua, CSIC)

Doctorado internacional

10 Abril 2015, 11:00 h., Salón de Actos, Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra Actualmente (Abril 2015): Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra. chiara.cappelli@iact.ugr-csic.es; chiara.cappelli@gmail.com

The kinetics of phyllosilicate dissolution has been extensively studied over the last 20 years. In particular, special attention has been paid to understand the effect that pH exerts on the dissolution mechanisms and rate. Only a few works have studied the effect of the degree of undersaturation (Gr; Gibbs free energy) on some phyllosilicates (smectite and chlorite) dissolution rates. Within this context, this Thesis focuses on the dissolution kinetics of biotite, phlogopite and montmorillonite in acidic pH from 1 to 4 and temperature ranging from 11.5 to 100 °C. Dissolution of biotite and phlogopite was studied in the absence or presence of oxalic acid.

The dependence of K-montmorillonite dissolution rate on pH as well as on degree of undersaturation was studied at 25 °C and pH ranging from 2 to 4 and variable solution saturation state using powder samples based on the variation in aqueous concentration of the outflow samples. The dissolution of biotite and phlogopite was studied from the alteration of the (001) basal surfaces using complementary techniques (atomic force microscopy -AFM-, vertical scanning and phase shifting interferometry -VSI/PSI- and laser confocal microscopy with differential interference contrast microscopy - LCM-DIM) that allowed obtaining precise information of surface reactivity and topography at the micro- and meso-scales over long time periods. Special emphasis was given to LCM-DIM because it was the first time this technique has been used by first time to monitor in situ phyllosilicate dissolution and derive dissolution kinetics.

The K-montmorillonite dissolution rate as a function of pH and chemical affinity (ΔGr) at 25 °C can be fit reasonably well with the following expression:

R〖(mol g^(-1) s^(-1))=〖10〗^(9.74±0.07)∙a〗_(H^+)^(0.58±0.01)•(1-exp(-3.8×〖10〗^(-4)∙((〖|∆G〗_r |)/RT)^2.13 ) )

The rate law obtained in this study provides a basis for modeling montmorillonite mineral dissolution over a range of pH and saturation conditions, which is essential in applications such as acid mine drainage and geological CO2 sequestration.

On the other hand, real time in situ and ex situ exploration of surface regions of the reacting biotite and phlogopite (001) basal surfaces was performed using the recently developed non-invasive LCM-DIM, interferometry and AFM techniques. LCM-DIM time-lapse image sequences of large areas (up to 1 mm) of the evolving cleavage (001) biotite surface showed that dissolution in nitric acid mainly occurs at surface edges. In addition, in contrast to an observed rapid dissolution at low steps (few layers), swelling and collapse of the edge layers occurred at high steps (many layers). Although dissolution of surface edges dominated the biotite dissolution reaction in nitric acid, AFM images showed that dissolution at the basal planes also occurred. Similar to biotite dissolution in nitric acid solutions, in the presence of oxalic acid, biotite (001) surface dissolution was controlled by both the step edge alteration and formation of etch pits. In general, VSI/PSI and LCM-DIM exploration shows frequently large circular and/or hexagonal or pseudo-hexagonal etch pits on the reacted biotite (001) surface. Regarding phlogopite dissolution, comparison between pristine and reacted basal surfaces shows that step retreat and formation of triangular-shaped etch pits are the mechanisms responsible for phlogopite dissolution. The degree of undersaturation (Gr) is likely the main factor controlling the predominance of one dissolution mechanism over the other.

Chiara Cappelli es licenciada en Ciencias Ambientales por la Università degli studi di Napoli “Parthenope” (2008), con Master Oficial en Geología por la Universidad de Granada (2009). Durante la tesis de máster se inició en el estudio de la cinética de disolución de filosilicatos 2:1 mediante experimentos con reactores de flujo continuo en muestras en polvo. Posteriormente en su tesis doctoral ha seguido investigando los mecanismos y la cinética de disolución de filosilicatos 2:1 especializandose en el uso de tecnicas analíticas y de microscopía óptica de alta resolución. Por un lado, mediante experimentos de flujo continuo, ha estudiado la dependencia de la velocidad de disolución de montmorillonita con la saturación de la solución a pH ácido y temperatura ambiente (25 ᵒC); por otro lado, mediante microscopía óptica, ha investigado los cambios topograficos y morfológicos experimentados por la superficie de biotita y flogopita a pH ácido y en un amplio rango de temperatura (11-100 ᵒC). Durante el desarrollo de su tesis ha realizado estancias en el Instituto de Diagnostico ambiental y Estudios del Agua (CSIC, Barcelona), donde se inició en el uso de tecnicas interferométricas, y en el departamento de Mineralogía de la Universidad de Bremen (Alemania), donde se especializó en el uso de Vertical Scanning Interferometry (VSI). En el instituto de adscripción, el IACT, se especializó en la aplicación del Laser Confocal Microscopy combinado con el Differencial Interferometry Microscopy (LCM-DIM). Ha iniciado la publicación los resultados de sus estudios en revistas de impacto internacional en el ámbito de la geoquimica y cristalografía.

• Cappelli C., Lamarca-Irisarri D., Cama J., Huertas F.J. and Van Driessche. A.E.S. (2015) In situ observation of biotite (001) surface dissolution at pH 1 and 9.5 by advanced optical microscopy. Beilstein J. Nanotechnol. 2015, 6, 665-673
• Cappelli C., Van Driessche A.E.S., Cama J. and Huertas, F.J. (2013) In situ observation of biotite dissolution at pH 1 using advanced optical microscopy. Cryst. Growth Des. 13, 2880-2886

• M.E. Ramos, C. Cappelli, M. Rozalén, S. Fiore and F.J. Huertas (2009) Effect of organic ligands on the alteration of airborne smectite particles. 14 International Clay Conference, Castellaneta Marina . Book of Abstracts, Vol. 1, 244.
• M.E. Ramos, C. Cappelli, M. Rozalén, S. Fiore and F.J. Huertas (2011) Dissolution of smectite in synthetic lung fluids. Role of organic ligands and biodurability. GeoMed2011 – 4th International Conference on Medical Geology, Bari. Book of Abstract, 114.
• C. Cappelli, J. Cama, F.J. Huertas (2011) VSI study of biotite dissolution at acidic pH and 25-50˚C. Goldschmidt Conference 2011, Praga. Mineralogical Magazine 75, 621.
• C. Cappelli, J. Cama and F.J. Huertas (2011) Estudio cinético de la disolución de biotita en ambiente ácido mediante VSI y LCM-DIM. Jornada Científica de la SEA, Madrid. Libro de resúmenes, 33-34.
• M.E. Ramos, C. Cappelli, M. Rozalén, S. Fiore y F.J. Huertas (2011) Estimación de la biodurabilidad de partículas de esmectita inhaladas. Jornada Científica de la SEA, Madrid. Libro de resúmenes, 79-80.
• C. Cappelli, A.E.S. Van Driessche, J. Cama, F.J. Huertas (2012) Biotite dissolution studied by Laser Confocal Differencial Interference contrast Microscopy. 3rd International School of Crystallisation, Granada. Book of Abstracts, 78.
• M.E. Ramos, C. Cappelli, M. Rozalén, S. Fiore and F.J. Huertas (2012) Estimation of biodurability of smectite particles in (synthetic) lung fluids. European Aerosol Conference, EAC2012, Granada. Abstracts, 1407.
• C. Cappelli, A. Van Driessche, J. Cama and F.J. Huertas (2012) Monitorización de la alteración de biotita mediante microscopio confocal de contraste de fase de interferencia diferencial. XXXII Reunión Científica de la Sociedad Española de Mineralogía y XXII Reunión Científica de la Sociedad Española de Arcillas, SEM-SEA2012, Bilbao. Macla 16, 122-123.
• Cappelli C., Van Driessche A.E.S., Cama J. and Huertas F.J. (2013) In-situ observation of biotite dissolution at pH 1 using advanced optical microscopy. XV International Clay Conference, Río de Janeiro. Abstract 506.
• Cappelli C., Cama J., Huertas F.J., Fischer C. and Lüttge A. (2013) Biotite and phlogopite dissolution: Topographic observation by VSI. Goldschmidt 2013, Florencia. Mineralogical Magazine 77, 822.

• Contrato del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC-UGR) (01/07/2011-30/06/2013)
• Beca del Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (beca FPU). Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra (CSIC-UGR). (01/07/2009 – 30/06/2011)
• Beca Erasmus Placement de la Universitá degli studi di Napoli “Parthenope”. Estación Experimental del Zaidin, Departamento de Geoquimica Ambiental (CSIC) (1/04/2008 – 31/09/2008).
• Beca Socrates Erasmus de la Universitá degli studi di Napoli “Parthenope”. Universidad de Lisboa, Facultad de Ciencias (Portugal) (18/02/2007 – 06/07/2007).

• Instituto de diagnostico ambiental y estudios del agua-CSIC, Barcelona (13/09/2010– 09/12/2010). Supervisor: Jordi Cama
• University of Bremen - Department 5 Geosciences, Bremen (Alemania) (29/01/2013-27/03/2013; 16/10/2012-18/11/2012; 11/09/2012-02/10/2012). Supervisor: Andreas Luttge

Directores: Jesús Galindo Zaldívar (Dpto Geodinámica, UGR), Antonio Pedrera Parias (IGME)

Doctorado internacional

5 Marzo 2015, 11:00 h., Salón de Grados, Facultad de Ciencias Actualmente (Febrero 2015): Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. franmartinez@ugr.es

The integration of geophysical and geological methods is a sound means of studying cavities that are not accessible from the surface. In this Ph.D. Thesis, cavities under different geological, size and depth conditions were studied to establish the suitability of different techniques for void detection and characterization. The Gruta de las Maravillas cave, located within pyrite-bearing marbles in the Cerro del Castillo hill (Aracena, SW Spain), was explored through a combination of techniques: microgravity, magnetic, electrical resistivity tomography (ERT), induced polarization (IP), seismic refraction and reflection, ground penetrating radar (GPR) and geological field mapping. The geophysical anomalies obtained for the known cave were extrapolated to other parts of the hill, revealing the presence of new cavities. In addition, the sensitivity of each geophysical method for detecting caves in metallic mineralized sectors was analysed. Regarding microgravity prospection, a detailed analysis of already available regional-residual anomaly separation methods was carried out. High resolution residual gravity maps were obtained by means of first order polynomial fitting. Meanwhile, the Algaidilla cave (Estepa, Southern Spain), partially saturated with salty water and enclosed in carbonates disconnected from the surface, was studied through microgravity, ERT and IP methods. Joint interpretation made it possible to derive the approximate morphology of the cavity. Finally, a combination of microgravity and ERT techniques in 3D array were applied over the shallow gypsum caves of Sorbas (Almería, SE Spain); the measurements repeated in time-lapse allow these geophysical methods to be tested in sectors having a low contrast in physical parameters. Application of the geophysical techniques in different contexts leads to the conclusion that microgravity and ray tracing coverage in seismic refraction are, in general, the most suitable methodologies for cave detection.

Francisco José Martínez Moreno es Licenciado en Geología por la Universidad de Granada (2009), con máster en Geología Aplicada a la Obra Civil y a los Recursos Hídricos (2011) de la misma Universidad. Durante su tesis de máster se inició en la detección de cavidades mediante métodos eléctricos y gravimétricos. Posteriormente en su tesis doctoral se ha especializado en la detección y caracterización de cavidades mediante la combinación de técnicas geofísicas superficiales aplicadas a distintas cavidades emplazadas en diversos contextos geológicos. Esencialmente ha investigado cavidades kársticas en macizos carbonatados y en yesos. Por otro lado ha realizado estudios para la caracterización de galerías mineras. Ha participado en numerosas campañas de adquisición de datos de campo, tanto de geofísica superficial como profunda, así como campañas de medida de datos geodésicos. Realizó estancias en el Instituto Dom Luiz de la Universidad de Lisboa donde aprendió nuevos métodos geofísicos e inversión de datos. Actualmente está especializado en la aplicación de diversas técnicas geofísicas para la resolución de problemas geológicos, esencialmente para estudios superficiales. Los resultados se han publicado en revistas de impacto internacional en el ámbito de geología y geofísica.

• Martínez-Moreno, F.J., Pedrera, A., Ruano, P., Galindo-Zaldívar, J., Martos-Rosillo, S., González-Castillo, L., Sánchez-Úbeda, J.P., Marín-Lechado, C. 2013. Combined microgravity, electrical resistivity tomography and induced polarization to detect deeply buried caves: Algaidilla cave (Southern Spain). Engineering Geology, 162, 67-78, doi: 10.1016/j.enggeo.2013.05.008.
• Martínez-Moreno, F.J., Galindo-Zaldívar, J., Pedrera, A., Teixido, T., Ruano, P., Peña, J.A., González-Castillo, L., Ruiz-Constán, A., López-Chicano, M., Martín-Rosales, W. 2014. Integrated geophysical methods for studying the karst system of Gruta de las Maravillas (Aracena, Southwest Spain). Journal of Applied Geophysics, 107, 149-162, doi: 10.1016/j.jappgeo.2014.05.021.
• Martínez-Moreno, F.J., Galindo-Zaldívar, J., Pedrera, A., Teixidó, T., Peña, J.A. & González-Castillo, L. 2015. Regional and residual anomaly separation in microgravity maps for cave detection: The case study of Gruta de las Maravillas (SW Spain). Journal of Applied Geophysics, 114, 1-11, doi: 10.1016/j.jappgeo.2015.01.001.
• González-Castillo, L., Galindo-Zaldívar, J., Pedrera, A., Martínez-Moreno, F.J., Ruano, P. 2015. Shallow frontal deformation related to active continental subduction: structure and recent stresses in the westernmost Betic Cordillera. Terra Nova, doi: 10.1111/ter.12138.

• Martínez-Moreno, F.J.; Galindo-Zaldívar, J.; Pedrera, A.; Teixidó, T.; Ruano, P.; Peña-Ruano, J.A.; González-Castillo, L.; Ruíz-Constan, A.; López-Chicano, M.; Martín-Rosales, W. (2014). Comparing the suitability of geophysical methods in the study of a cave in marbles: A case study of Gruta de las Maravillas (Aracena, Southwest Spain). EUROPEAN GEOSCIENCES UNION (EGU) (Viena, Austria).
• Martínez-Moreno, F.J.; Galindo-Zaldívar, J.; Pedrera, A.; Teixidó, T.; Peña-Ruano, J.A.; González-Castillo, L.; Ruano, P.; Ruíz-Constan, A.; López-Chicano, M.; Martín-Rosales, W.; Azor, A. (2014) Integración de métodos geofísicos para el estudio de cavidades en el sistema kárstico de la Gruta de las Maravillas (Aracena). Aracena, Huelva, España.
• Martínez-Moreno, F.J.; Azor, A.; Galindo-Zaldívar, J.; Pedrera, A.; Ruano, P.; López-Chicano, M.; Martín-Rosales, W. (2014) Estructura geológica del Cerro del Castillo y formación de la Gruta de las Maravillas (Aracena). Aracena, Huelva, España.
• Hódar-Pérez, A.; López-Chicano, M.; Martínez-Moreno, F.J.; Martín-Rosales, W.; Galindo-Zaldívar, J.; Azor, A.; Pedrera, A.; Ruano, P. Título: Aportaciones al conocimiento hidrogeológico de Gruta de las Maravillas (Aracena). Aracena, Huelva, España.

• Contrato en proyecto de Excelencia de la Junta de Andalucía. Instituto Andaluz de Ciencias de la Tierra, CSIC-UGR. Departamento de Geodinámica, Universidad de Granada. (Octubre 2010 - Marzo 2015).

• Instituto Dom Luiz, Faculdade de Ciencias, Universidad de Lisboa. 01/02/2014 – 30/04/2014. Supervisor: Fernando A. Monteiro Santos.
• Instituto Dom Luiz, Faculdade de Ciencias, Universidad de Lisboa. 13-28/09/2014. Supervisor: Fernando A. Monteiro Santos.