Alteración y decoloración de areniscas rojas, Formación Huincul (Grupo Neuquén). Evidencias de la circulación de hidrocarburos en el Dorso de los Chihuidos

RAINOLDI, ANA LAURA; FRANCHINI, MARTA; CESARETTI, NORA NOEMÍ; IMPICCINI, AGNES; PONS, JOSEFINA

Salta

Congreso; XIII RAS (Reunión Argentina de Sedimentología); 2012

Asociación Argentina de Sedimentología

El prospecto de cobre Sapo Sur (37° 47´ S-69° 27´ O) se localiza en el Dorso de los Chihuidos, un anticlinal de suaves pendientes que se extiende 70 km en sentido norte-sur en el sector central de la Cuenca Neuquina. Esta estructura surgió en el Mioceno medio por inversión tectónica de las fallas normales que se originaron durante el Jurásico temprano - Cretácico temprano (Mosquera y Ramos, 2006). En el área afloran los estratos subhorizontales de la Formación Huincul (Grupo Neuquén). A escala regional y local se identificaron dos facies principales de areniscas en base a su color: la facies de areniscas rojas y la facies de areniscas blancas; el contacto entre ambas es transicional. En trabajos previos sobre las manifestaciones de Cu hospedadas en la Cuenca Neuquina, la decoloración de las areniscas rojas del Grupo Neuquén ha sido atribuida a la circulación de hidrocarburos (Pons et al., 2009; Giusiano y Bohuier, 2009). La decoloración de las areniscas Navajo en el Colorado Plateau también fue adjudicada a la circulación de estos fluidos (Parry et al., 2004; Beitler et al., 2005). Este proceso fue demostrado experimentalmente en laboratorio mediante pirólisis del sistema agua-roca-hidrocarburo (Shebl y Surdam, 1996). El objetivo de esta contribución es determinar las posibles causas y los procesos que intervinieron en la decoloración de las areniscas de la zona de estudio. Con este propósito se levantó un perfil estratigráfico de 60 m de espesor a escala 1:300 (37º48´57´´S - 69º27´23´´O). Las muestras (24) representativas de ambas facies se analizaron con lupa binocular, microscopio de polarización, difracción de rayos X y tinción de carbonatos. En este sector de la cuenca, la Formación Huincul está compuesta por areniscas de grano medio-sabulitas, con intercalaciones de conglomerados. Son litoarenitas feldespáticas compuestas por 55% fragmentos líticos (L), 25% cuarzo (Q), 18% feldespato (F), 2% opacos, con micas, zircón, rutilo y turmalina como accesorios. La matriz está ausente o es muy escasa ( dolomita no ferrosa. Algunos clastos han sido reemplazados por este carbonato; cuando el reemplazo es total se observa la silueta del clasto fantasma delineado por hematita. La porosidad de la roca es variable, de buena-muy buena a moderada debido a la distribución heterogénea del cemento carbonático. Es una porosidad de tipo intergranular con megaporos, macroporos y mesoporos subordinados; en las zonas con cemento carbonático predominan los microporos y mesoporos subordinados. Las areniscas blancas, a diferencia de las facies rojas, carecen del cemento de hematita y la porosidad es muy buena a excelente, de tipo inter e intragranular. La primera corresponde a macroporos y meso-megaporos subordinados, mientras que la segunda se debe a fracturas y senos de corrosión de los clastos. Cuando hay cemento carbonático, la porosidad puede estar obturada. Los crecimientos secundarios de cuarzo están parcialmente disueltos y algunas plagioclasas están reemplazadas por parches de albita secundaria. En relación a los filosilicatos, se observa un aumento en la cantidad de caolinita, la aparición de illita + mica dioctaédrica potásica que reemplazan a los clastos y ocupan espacios intergranulares y la ausencia de I-S; aún preservan la clorita como reemplazo de las vulcanitas básicas. El cemento carbonático tiene distribución heterogénea, texturas poiquilotópica y parchiforme subordinada y en este caso consiste de dolomita ferrosa > calcita ferrosa. La roca tiene impregnaciones de bitumen en motas de aspecto céreo y de color castaño claro (caramelo) a castaño oscuro-negro cuando se encuentra en acumulaciones más espesas. Las vulcanitas y piroclastitas están deformadas y los granos de cuarzo presentan una intensa fracturación. Estas microfracturas, el cemento carbonático y algunos clastos están impregnados por material bituminoso. Durante el Cenomaniano tardío comenzó la depositación de la Formación Huincul y culminó en el Turoniano temprano (Legarreta y Gulisano, 1989). Para la región del Dorso de los Chihuidos, se determinó un levantamiento de 2000 m y aproximadamente 1750 m de erosión de la cobertura sedimentaria (Brinkworth et al., 2011). Las areniscas de la Formación Huincul habrían alcanzado su grado máximo de diagénesis en la mesogénesis temprana - mesogénesis media. En la eogénesis temprana, la circulación de fluidos oxidantes y levemente ácidos (Brown, 2005) habría generado la liberación del hierro de los minerales ferromagnesianos y su oxidación dando lugar a la precipitación de hidróxidos de Fe, que fueron transformados en hematita. La alteración y la disolución de los clastos lábiles habrían liberado Fe3+, K+, Mg2+, Al3+, Si4+ que luego precipitaron en la formación de caolinita, I-S ± illita-clorita. Posteriormente, la compactación de los sedimentos y la expulsión de fluidos durante el soterramiento pudieron generar la precipitación de los crecimientos secundarios de cuarzo y feldespato y el carbonato. Debido al escaso soterramiento y al empaquetamiento abierto de las areniscas, se deduce que los efectos de la compactación no fueron intensos, por lo que estas rocas preservaron una buena porosidad y permeabilidad en subsuelo. Esto debió favorecer la circulación de hidrocarburos y otros fluidos, cuyos rastros actuales son la alteración y la decoloración de las areniscas rojas y las impregnaciones de bitumen. Los ácidos orgánicos contenidos en las aguas de formación que migran con los hidrocarburos, debieron provocar la disolución de los cementos y algunos clastos generando un aumento de la porosidad (Surdam et al., 1993; Shebl and Surdam, 1996). También habrían ocasionado la alteración de los feldespatos y vulcanitas, la illitización de la esmectita, la albitización de los feldespatos y la precipitación de illita y caolinita. Los hidrocarburos, al quedar en contacto con los coatings de hematita por la disolución de los cementos, debieron oxidarse al reaccionar con la hematita generando la reducción del Fe3+ a Fe2+ y ácidos orgánicos (Surdam et al., 1993). Como en estas condiciones el Fe2+ es móvil (Brown, 2005) pudo ser lixiviado del sistema, decolorando las areniscas rojas. La fracturación y la deformación de los clastos sugieren que localmente la presión de los fluidos superó la presión litostática. La disolución del cemento carbonático temprano debió generar un aumento de la PCO2 que pudo hacer precipitar carbonatos tardíos, cuyas composiciones -dolomita y calcita ferrosas- indican condiciones reductoras del ambiente (Beitler et al., 2005). El pasaje de la arenisca roja a la blanca es transicional y está dado por una arenisca de