Historia térmica de la Cuenca Chacoparanaense.

BONICH, M.; COLLO, GILDA; DAVILA, FEDERICO

Congreso; XVIII Congreso Geológico Argentino; 2011

La cuenca Chacoparanaense se ubicada entre los 64° y 61° LO, y constituye desde el Cenozoico el antepaís activo del centro de Argentina. Su subsidencia está conducida por la carga tectónica de las Sierras Pampeanas orientales, complementada por una fueza sublitosférica generada por la carga dinámica de la subducción subhorizontal que afecta a este segmento de los Andes Centrales. El relleno cenozoico es precedido por una estratigrafía mesozoica y paleozoica conocida principalmente a través de los pozos petroleros exploratorios realizados por YPF (Yacimientos Petrolíferos Fiscales) en la década del 60’ y 70’, y de algunas sucesiones expuestas en las Sierras Pampeanas orientales (por ejemplo las Sierras de Córdoba). Las secuencias pre-andinas habrían sido depositadas en un contexto extensional asociado a la historia geológica del supercontinente de Gondwana. La estratigrafía de la cuenca comprende depósitos carbonífero-pérmicos, formados principalmente por diamictitas, que yacen discordantemente sobre el basamento (gabros olivínicos, dioritas, esquistos anfibólicos; Rapela et al., 2007) o sobre cuarcitas paleozoicas inferiores (Winn and Steinmetz, 1998). Le suceden en discordancia depósitos cretácicos, los que localmente traspalan al Paleozoico y apoyan sobre basamento. Coronando a estas sucesiones se desarrollan las secuencias aluviales del Cenozoico de antepaís, entre las que se preservan dos delgados niveles marinos (ingresiones Laguna Piava y Parananese).  A la fecha no se conocen estudios tendientes a precisar la evolución térmica de la región ni su historia de soterramiento. Esto resulta clave, no solo para realizar una reevaluación del potencial prospectivo de la región, sino para comprender aspectos importantes de la evolución tectónica y de las cuencas de aquellas regiones pericratónicas de Sudamérica que aparecen mayormente en el subsuelo. Los minerales de arcilla neoformados (ilita e interestratificados ilita/esmectita) están íntimamente ligados con la temperatura alcanzada por una unidad durante su soterramiento y por lo tanto permiten precisar la evolución diagenética en secuencias clásticas, y los diferentes ciclos de soterramiento/exhumación por los que fue afectada una cuenca. En este trabajo presentamos una caracterización de dichos los minerales en muestras de cutting correspondientes al pozo YPF.SF.J.es-1 (Josefina, Santa Fe), ubicado a unos 100 kilómetros al este de las Sierras de Córdoba. Este pozo alcanzó una profundidad de 4519 metros atravesando ~800 m de Cuaternario y Cenozoico, ~1900 m de Cretácico, ~1400 m de Paleozoico superior. Las muestras fueron tratadas según el protocolo de laboratorio recomendado por Moore y Reynolds (1997) y analizadas mediante difracción de rayos X con un equipo PANalytical PRO X Pert. La caracterización de las fases de illita/esmectita (I/S) fue realizada mediante la descomposición de las reflexiones obtenidas en diagramas orientados, secados al aire, glicolados y calentados a 500°C (Lanson y Velde, 1992). En las muestras ubicadas por debajo de los ~2800 m se realizaron además mediciones del Índice de Kübler, indicador del grado de metamorfismo en aquellas muestras que superaron el campo de la diagénesis.  La asociación mineral de las muestras entre ~ 1200 y 300 mbs (Cretácico y Cenozoico) está dominada por interestratificados con ordenamientos de tipo R0 (<50% de illita) e ilita, con ausencia de R1 (50 a 80% de illita) y R3 (>80% de illita), lo que sugiere temperaturas entre 50-120°C para este intervalo. Las muestras del Cretácico Superior, entre ~2100 y ~2850, están dominadas por interestratificados de tipo R0 y R1 e ilita con ausencia del ordenamiento R3 lo que sugiere temperaturas en torno a 100-120°C. El Índice de Kübler (IK entre 0,54 y 0,36) sugiere que los depósitos del Paleozoico Superior, en el intervalo de ~3000-4000 mbs, habrían alcanzado temperaturas de entre 175 y 215°C.  Estos resultados preliminares permiten interpretar dos etapas de soterramiento interrumpidos por uno de exhumación. El primero, y más antiguo, afecta las secciones del Paleozoico. Este episodio permitiría sugerir un gradiente geotérmico más elevado de lo normal. Esta etapa de soterramiento es seguida por un evento de exhumación producido previo a la sedimentación cretácica, en consistencia con los datos de enfriamiento obtenidos de trazas de fisión de apatita en el basamento de las Sierras de Córdoba. Este episodio de exhumación generaría un salto de ~50°C en las temperaturas máximas registradas para el Paleozoico y el Cretácico. Las temperaturas de 100-120°C  registradas en la base de los estratos cretácicos (aproximadamente a 2850 mbs) sugieren un gradiente geotérmico de 33º-40°C/Km para la historia de soterramiento vinculada con la etapa de constitución de antepaís de la Llanura Pampeana. El gradiente geotérmico actual de la cuenca, estimado a partir de los datos de 4 pozos en la región, es de ~25º - 28ºC/Km, por lo que podría inferirse una disminución reciente en el régimen térmico. Sin embargo, un segundo episodio de exhumación con pérdida de importantes espesores ha de tenerse en cuenta. El gradiente actual es mayor a la de las regiones más occidentales (e.g. Precordillera), apoyando la hipótesis de que la zona de subducción subhorizontal está refrigerada por un estrangulamiento de la cuña astenosférica.