Estructuras tectónicas andinas en la Cordillera Principal: ventajas y desventajas de la información geofísica para interpretar estructuras de subsuelo

TURIENZO, MARTÍN

Bahia Blanca

Jornada; Sextas Jornadas Abiertas de Física; 2010

Dpto de Física y de Geología, UNS

La Cordillera Principal es una provincial geológica que forma parte de la Cordillera de los Andes (Fig. 1) y se extiende desde aproximadamente los 31° hasta los 40° de latitud sur, abarcando el sector occidental de las provincias de San Juan, Mendoza y Neuquén. En esta amplia región se desarrolló durante gran parte de la era Mesozoica (Triásico tardío – Cretácico tardío) la denominada Cuenca Neuquina, una cuenca sedimentaria ubicada detrás de un arco magmático en la que se acumularon alternadamente espesas secuencias sedimentarias continentales y marinas. Hacia fines del Cretácico se produjo el cierre de la Cuenca Neuquina debido al incipiente levantamiento vinculado al inicio de la orogenia Andina, con la instauración de un régimen de esfuerzos compresivos asociados a un incremento en la velocidad de convergencia entre las placas de Nazca y Sudamérica (Fig. 1a) y/o a cambios en la inclinación de la placa subducida (Ramos, 2009). La deformación de mayor intensidad relacionada a la orogenia Andina se produjo a fines del Terciario (Mioceno-Plioceno), y tanto las rocas sedimentarias mesozoicas como las rocas paleozoicas que conformaron el basamento de la cuenca Neuquina fueron afectadas por numerosas estructuras tectónicas (pliegues y fallas) dando lugar a las diversas fajas corridas y plegadas (FCP) que conforman la cordillera Principal (Fig. 1b). El estudio de la geometría y evolución temporal de las estructuras que integran las fajas corridas y plegadas andinas reviste gran interés ya que tales estructuras, principalmente los pliegues anticlinales, albergan en numerosos casos grandes cantidades de hidrocarburos generados a partir de los sedimentos marinos mesozoicos. Para comprender cabalmente la configuración estructural y la evolución tectónica de la Cordillera Principal durante el orógeno andino es fundamental integrar la información obtenida de los relevamientos geológicos de superficie con los datos de perforaciones petroleras y toda la información geofísica que permita conocer e interpretar las estructuras presentes en el subsuelo. Entre las diferentes técnicas geofísicas que son de gran utilidad en los estudios tectónicos y estructurales, aplicadas en el ámbito de los Andes de Mendoza y Neuquén, se pueden citar: a) El estudio de los mecanismos focales y la sismicidad actual registrada en las regiones andinas (Alvarado et al. 2005); b) Estudios regionales de anomalías magnéticas y gravimétricas (Rojas Vera et al. 2009); c) Perfiles o tomografías geoeléctricas (Fazzito et al. 2009) y d) Interpretación de secciones sísmicas de reflexión 2D (Turienzo 2008, 2010). Cada una de estas metodologías permite conocer diversas características geológicas y estructurales en profundidad, a diferentes escalas y con distinto grado de detalle, pero a su vez presentan ciertas limitaciones y/o dificultades que deben ser tenidas en cuenta a fin de no hacer interpretaciones erróneas. Para ilustrar la interacción entre los estudios geológicos y la información geofísica se analizan ejemplos de estructuras presentes en la faja corrida y plegada de Malargüe en la región del río Diamante, al oeste de la provincia de Mendoza (Fig. 1b). Allí la combinación de un detallado mapeo geológico de superficie con datos de perforaciones y líneas sísmicas 2D permitió interpretar el estilo estructural, caracterizado por grandes corrimientos (fallas inversas, de bajo ángulo) que provienen de niveles profundos y generan cuñas de basamento apiladas que se insertan en la cubierta sedimentaria (Turienzo 2008, 2009, 2010). Este tipo de estructuras permite explicar de un modo razonable la deformación observada inmediatamente al este de dichas cuñas, afectando a las rocas sedimentarias mesozoicas. Interpretaciones alternativas postulan que la elevación de las rocas del basamento observada en esta región se produjo mediante fallas normales (de alto ángulo), que fueron reactivadas como fallas inversas durante la subsiguiente contracción andina (Manceda y Figueroa 1995, Giambiagi et al. 2005). Desafortunadamente la información sísmica no permite discernir entre ambos modelos ya que estas zonas de falla se caracterizan por presentar una intensa deformación y estratos sedimentarios con inclinaciones pronunciadas (>50°) que no pueden apreciarse en el registro sísmico. Los estudios de tomografías geoeléctricas permiten visualizar la inclinación de las zonas de falla y esto podría resolver el interrogante acerca de si el basamento se encuentra elevado mediante corrimientos de bajo o alto ángulo, pero lamentablemente la escasa profundidad de penetración de ésta técnica (50-70m) hace que resulte infructuosa para analizar alzamientos del basamento del orden de algunos kilómetros. Una serie de perfiles gravimétricos realizados por Kostadinoff y colaboradores (comunicación personal) en la faja corrida y plegada de Chos Malal, provincia de Neuquén,  permitieron modelar e interpretar la estructura de la región como formada por la superposición de varias escamas de basamento. Sin duda la aplicación de esta metodología en otras regiones de los andes daría mayor sustento a las subsecuentes interpretaciones estructurales, evidenciando la importancia de la interacción entre la geofísica y la geología estructural. Hacia el este de la faja corrida y plegada de Malargüe se eleva un cordón montañoso conocido como la Cordillera Frontal, cuyo extremo austral se sitúa en la región del río Diamante, donde la falla Carrizalito monta las rocas del basamento sobre las unidades Terciarias (Fig. 1b). La interpretación de numerosas líneas sísmicas, tanto transversales como paralelas al rumbo de las estructuras de la región, permitió reconocer que la estructura de basamento asociada a la falla Carrizalito continúa en el subsuelo de manera incipiente en el sector ubicado al sur del mencionado río (Turienzo 2010). Uno de los mecanismos focales asociados a sismos de la región andina estudiados por Alvarado et al. (2005) se localiza justo en la zona donde fue interpretada la falla Carrizalito en profundidad lo cual evidencia no solo la existencia de dicha estructura sino también que se encuentra actualmente activa (Turienzo 2008). Por todo lo antedicho resulta claro que las diversas técnicas geofísicas, con sus ventajas y desventajas, constituyen una herramienta indispensable que de la mano de los estudios geológicos permite comprender con mayor profundidad el estilo estructural y la evolución tectónica de las fajas corridas y plegadas andinas.