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

RAINOLDI ANA; FRANCHINI MARTA; CSARETTI, NORA; IMPICCINI, AGNES; PONS, JOSEFINA

Salta

Simposio; XIII Reunion Argentina de Sedimentologia.; 2012

Asociacion Argentina de Sedimentologia.

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 . La decoloración de las areniscas Navajo en el Colorado Plateau también fue adjudicada a la circulación de estos fluidos. Este proceso fue demostrado experimentalmente en laboratorio mediante pirólisis del sistema agua-roca-     hidrocarburo.  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 (<5%) y en algunos niveles hay cemento carbonático  con distribución heterogénea. Las areniscas rojas tienen un delgado coating de hematita que rodea los contornos de los clastos (inclusive en los contactos entre granos), rellena los espacios porales y reemplaza a los clastos de magnetita y vulcanitas de     composición básica y mesosilícica. Los clastos de feldespato y vulcanitas están alterados a caolinita ±interestratificados (I-S) y trazas de clorita e illita; la caolinita también rellena espacios porales. Hay crecimientos secundarios de cuarzo y feldespato que están separados del clasto original por el coating de hematita. En algunas  muestras hay cemento carbonático parchiforme de composición calcita no ferrosa > 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 roctiene 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  evantamiento 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 ylevemente 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 Fe , K , Mg , Al , Si 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 lasareniscas, 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  a Fe 993). Como en estas condiciones el Fe  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 P que   CO2    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 <2 m de espesor que se diferencia de la facies roja por su color gris y por una mayor cantidad de arcillas con abundante I-S (80-90%     esmectita) y clorita como relleno del espacio poral, además de caolinita e illita. El pasaje de la roca fresca hacia   la alterada siempre es desde abajo hacia arriba,  probablemente debido a la propiedad de flotabilidad de loshidrocarburos sobre el agua de formación definiendo así el contacto agua-petróleo.