CICTERRA   20351
CENTRO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIAS DE LA TIERRA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estructura y cinemática de venas sintaxiales en testigos de pozos, Formación Vaca Muerta, Cuenca Neuquina
Autor/es:
PALACIO, JUAN PABLO; GUERESCHI, ALINA BEATRIZ; MARTINO, ROBERTO DONATO
Lugar:
Buenos Aires
Reunión:
Simposio; I Reunión sobre Fluidos y Deformación (F&D2016); 2016
Institución organizadora:
Departamento de Ciencias Geológicas, Universidad de Buenos Aires
Resumen:
La Cuenca Neuquina se encuentra en la Patagonia septentrional, al pie y en el antepaís de los Andes actuales. Casi la mitad de la producción de gas y petróleo de Argentina proviene de esta cuenca, integrada por casi 7.000 metros de espesor de sedimentitas mesozoicas, acumuladas durante una compleja historia estructural. Las formaciones Los Molles, Vaca Muerta y Agrio son las rocas madre de hidrocarburos en la cuenca y están formadas por calcipelitas ricas en materia orgánica. Particularmente, la Formación Vaca Muerta es la más rica en material orgánico de las tres formaciones, siendo la principal fuente de petróleo de la Cuenca Neuquina. De edad Tithoniana tardía - Valanginiana temprana (Jurásica-Cretácica), se encuentra aflorando en la región del antepaís, principalmente en el núcleo de anticlinales y en el techo de escamas de corrimiento. Litológicamente, consiste en margas bituminosas, depositadas en un ambiente marino de muy baja energía, en condiciones de fondo altamente reductoras, durante un período de subsidencia térmica post-rift. La Formación Vaca Muerta pasa, sin mediar discordancia, a la Formación Quintuco, integrada por arcilitas y margas bituminosas. Desde la Sierra de Vaca Muerta, hasta acuñarse lateralmente en el subsuelo, cerca del centro de la cuenca y al sudeste de Catriel, presenta características litológicas constantes (Leanza et al. 2011 y bibliografía citada allí) El presente trabajo tiene como objetivo el análisis de la fracturación natural en la Formación Vaca Muerta a partir de testigos corona de pozos, previamente orientados con metodologías paleomagnéticas, de los cuales se extrajeron tacos (plugs) orientados a su vez. Estos tacos fueron seccionados perpendicular y longitudinalmente, y se construyeron una o dos secciones delgadas paralelas a una cara A o B (perpendicular) y AB (longitudinal). Los cortes delgados fueron estudiados petrográficamente mediante microscopía óptica, orientada a la descripción y clasificación de las rocas (O´Brien y Slatt 1990, Tucker 2001) y a la caracterización de las microestructuras presentes, principalmente fracturas rellenas (venas) que materializan eventos deformacionales frágiles y/o sobrepresiones de fluidos (Passchier y Trouw 2005, Bons et al. 2012). Los datos estructurales fueron tratados mediante el Programa Orient (Vollmer 1995). Petrográficamente, se identificaron calcipelitas, pelitas laminadas, pelitas calcáreas y calizas cristalinas, micríticas y biopelmicríticas, con intercalaciones menores de niveles de rocas volcánicas y piroclásticas alteradas. Se reconocieron cuatro orientaciones principales de fracturas (familias) con relleno (venas milimétricas) de calcita principalmente ± yeso ± cuarzo ± minerales opacos, estos últimos tres minerales en pequeñísimas cantidades o ausentes. Estas orientaciones son: (1) venas de rumbo norte, con alto buzamiento a verticales (N 0º/75-90º O), (2) venas de rumbo noreste, verticales (N 45º/90º), (3) venas horizontales y (4) venas de rumbo noreste, inclinadas con bajo ángulo al sudeste (N 45º/25-30º SE), de escaso desarrollo, al menos en las muestras estudiadas. Estas venas se ordenan cronológicamente en tres eventos:(I) Las venas más conspicuamente desarrolladas son las verticales, con altos ángulos con respecto al plano de estratificación S0. Se habrían desarrollado en parte por carga y extensión paralela a S0 (pre y sindiagénesis) y luego por extensión en las rocas ya diagenizadas. Esta deformación se asigna al Evento I (Ia y Ib). Se reconocen pequeñas venillas verticales pre a sindiagenéticas (Ia), rellenas con calcita con textura en mosaico, previas a la compactación, luego plegadas durante dicho proceso, con geometrías ptigmáticas o en chevrón. También se asignan a esta etapa, desplazamientos interestratales dúctiles producidos por extensión concomitante paralela a S0: por ejemplo, las capitas de cuarzo adoptan formas sigmoidales y se boudinan con fallamiento directo y retrorrotación de los boudines. En algunas muestras, el proceso de compactación habría llevado a geometrías muy particulares ya que la vena, comportándose como un objeto rígido, ha producido un arqueamiento del plano de estratificación S0. También se deduce un cambio en la rigidez de la roca huésped de la vena. En estos casos, la compactación se asocia a una deformación diferencial: capas más competentes se fracturan y son rellenadas primero, luego se propaga la fracturación a otros niveles y adquieren, en cada una de las litologías que atraviesan, una textura particular. Cuando la vena se rigidiza más que la matriz, actúa como un elemento rígido, arqueando el plano S0. Localmente, se produce una cupla alrededor de la vena en el material más dúctil, generando desgarres por extensión de la vena principal. La explicación precedente asume una propagación de arriba hacia abajo. Una hipótesis alternativa, propagación de abajo hacia arriba, sería por hidrofracturación móvil (Bons 2001, Bons et al. 2012), en la que la fractura y el fluido que la rellena se propagan en el extremo superior y simultáneamente se cierran en el extremo inferior.Luego se produce una fracturación por extensión, perpendicular al plano S0, con relleno y crecimiento sintaxial de venas de calcita verticales. Estas venas son postdiagenéticas (Ib), algunas con cizalla concomitante (transtensivas = cizalla divergente oblicua). En algunas muestras, esta extensión es por apertura simple, sin cizalla asociada, con buzamientos de 90º. En otras se asocia cizalla, con mayor o menor grado de complejidad en la apertura (en hasta 6 pasos) y relleno de la vena de tipo sintaxial. Se reconocen venas inclinadas a ≈ 75º, oblicuas al plano S0. Se postula, en base a la observación macroscópica de los testigos, que esta fracturación tiene una disposición global en échelon recto o curvo. El buzamiento cercano a la vertical y cierta imprecisión en la orientación de las secciones delgadas impide hacer una cinemática rigurosa, reconociéndose movimientos directos e inversos de cizalla. La naturaleza sintaxial y rellenos hacen pensar que estas venas son extensionales y directas. Se reconocen también fracturas abiertas verticales por reactivación de las venas verticales.(II) Las venas horizontales se desarrollan paralelas u oblicuas con bajo ángulo al plano de estratificación S0, cortando y desplazando a las venas verticales. Se deberían a una etapa compresiva (Evento II), con extensión perpendicular a S0 y serían un evento posterior al extensional I. Están rellenas con calcita, con textura en mosaico a veces elongada. Se reconocen venillas muy finas, paralelas a S0, que cortan las venas verticales atravesando y siguiendo los bordes de grano. También hay fracturas paralelas y oblicuas a S0 que cortan y desplazan a venas verticales, con desarrollo de venas sintaxiales asociadas. Las venas oblicuas tienen una cinemática inversa. La extensión vertical perpendicular a S0 habría estirado y boudinado venas verticales, con rotación de los boudines individuales. Habría abierto canales paralelos a S0 con desarrollo de venas sintaxiales. En ciertos casos, se producen bifurcaciones típicas cuando la roca afectada no tiene plano S0 o éste es muy débil. La compresión horizontal ha generado kink-bands en la laminación (S0), nucleando los pliegues en las venas verticales previas.Uno de los tipos de venas horizontales, paralelas a la estratificación y rellenas con calcita, es de naturaleza fibrosa, tiene un espesor de unos 2 cm y se lo clasifica como "beef" (= bedding-parallel veins of fibrous calcite; cf. Rodrigues et al. 2009). La venas rellenas son mayoritariamente sintaxiales, excepto el tipo "beef" que es antitaxial. Se reconocen fracturas abiertas no rellenas con esta orientación, probablemente relacionadas con la perforación y extracción del testigo. Al igual que algunas fracturas verticales abiertas sin relleno, que también se han identificado en este estudio, tendrían el mismo origen. (III) La última etapa reconocida es una extensión paralela al plano de estratificación S0, con al menos tres estadios de apertura, registrados por venas verticales, algunas probablemente por reactivación, rellenas con calcita turbia. A esta etapa extensional (Evento III), se asocia cizallamiento directo.En síntesis, se registran dos eventos extensionales y uno compresional. A partir de las muestras estudiadas, se deduce que algunos niveles tendrían una evolución más compleja, lo que podría deberse a cambios litológicos en la secuencia sedimentaria. Sin embargo, la fragmentación de la información debida a la falta de un registro completo y continuo, no permite determinar si se trata de una complejidad local o si es general.Los tres eventos deformacionales reconocidos se habrían debido a una combinación de factores: inicialmente, el proceso de carga y extensión paralela al plano de estratificación S0; luego, fenómenos extensionales y compresionales que pueden tener causas tectónicas, pero que también están íntimamente relacionados con los fluidos presentes que precipitaron en forma de venas. Los procesos de hidrofracturación móvil, la presencia de venas tipo "beef" y las otras venas reconocidas indicarían que la presión de los fluidos (Pf) juega un papel importante como causa concomitante de la deformación. Para caracterizar adecuadamente estos procesos, se hace necesario un estudio integral, ya sea a escala del campo petrolero o regional, a escala de la cuenca, acerca de la influencia que tienen los esfuerzos tectónicos versus aquéllos inducidos por la presión de los fluidos.