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BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR. ANÁLISIS DE SUBSIDENCIA E HISTORIA TÉRMICA EN LA CUENCA DE SABINAS, NORESTE DE MÉXICO* Por Juan Antonio Cuevas Leree* ABSTRACT Siratigraphic dala from well Inés—1 was used co reconstruct the subsidence rate and thermal history of the Sabinas Rasin. Based on the tcrrane concept, three basement tcrranes and two o\'erlap assemblages are recognized around the basin. The Coahuila tcrrane forms the basement, and is overlain unconformably by and upper Mesozoic overlap assemblage coposcd of five second—order assemblages, which are in turn over- lain unconformably by an uppermost Cenozoic overlap assemblage. The tectonic evolution of the basin is delineated by three periods which are potrayed by a geohistory diagram: (1) the rifting stage, (2) subsidence and sedimentation, and (3) deformation and uplift. Backstripping methods were used to obtain the tectonic subsidence. Early fault—controlled subsidence and later thermotectonic subsidence are observed in the basin. A stretching factor of 1.6 was determined from (he geohistory analysis, and used to predict paleotemperatures in the sediments. The temperature his- tory was coupled with the time—temperature index (TTI) to infer the oil — generative window. Based on the results, the basin was in proper conditions to generate oil aproximately 140 m.y. ago. RESUMEN La subsidencia e historia térmica de la Cuenca de Sabinas fue reconstruida basándose en datos cstrtigrá- licos del pozo Inés—1. Tomando en cuenta el concepto de terrenos tectónicos, tres terrenos de basamento y dos conjunlos sobreyacientes se reconocieron alrededor de la cuenca. El Terreno Coahuila constituye el basamento de la cuenca, el cual se encuentra cubierto discordantemente por el conjunto sobreyaciente del Mesozoico Superior y este a su vez por el conjunto sobrepuesto del Cenozoico. La evolución tectónica de la cuenca se representa en un diagrama de gcohistoria, el cual está definido por tres periodos: (1) etapa de ruptura, (2) subsidencia y sedimentación y (3) deformación y levantamiento. Métodos de "backstripping" se utilizaron para calcular la cantidad de subsidencia tectónica. Subsiden- cia controlada inicialmente por fallas y posteriormente subsidencia controlada inicialmente por fallas y poste- riormente subsidencia termotectónica se observaron en la cuenca. Un factor de estiramiento de 1.6 fue determinado para la Cuenca de Sabinas en la localización del pozo Inés—1 y usado para predecir las palco- temperaturas en los sedimentos. La historia de la temperatura se conjuntó con el índice de tiempo—temperatura (l'IT) para inferir la ventana de generación de aceite. En base a los resultados obtenidos, se concluye que la cuenca estuvo en condiciones para generar aceite hace aproximadamente 140 m.a. * Petróleos Mexicanos, Exploración DFNE ' * Tesis de Maestría, Universidad de Arizona Traducido por Ing. Ma. Socorro Uribc E. 56

ANÁLISIS DE SUBSIDENCIA E HISTORIA TÉRMICA EN LA CUENCA DE ...rmolina/documents/cuevascuencasabinas… · por análisis de terrenos en la región ... norte de Coahuila (Flawn y

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BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

ANÁLISIS DE SUBSIDENCIA E HISTORIA T É R M I C A EN LA CUENCA DE SABINAS, NORESTE D E M É X I C O *

Por Juan Antonio Cuevas Leree*

A B S T R A C T

Siratigraphic dala from well Inés—1 was used co reconstruct the subsidence rate and thermal history of the Sabinas Rasin. Based on the tcrrane concept, three basement tcrranes and two o\'erlap assemblages are recognized around the basin. T h e Coahuila tcrrane forms the basement, and is overlain unconformably by and upper Mesozoic overlap assemblage coposcd of five second—order assemblages, which are in turn over­lain unconformably by an uppermost Cenozoic overlap assemblage. T h e tectonic evolution of the basin is delineated by three periods which are potrayed by a geohistory d iagram: ( 1 ) the rifting stage, ( 2 ) subsidence and sedimentation, and ( 3 ) deformation and uplift.

Backstripping methods were used to obtain the tectonic subsidence. Ear ly fault—controlled subsidence and later thermotectonic subsidence are observed in the basin. A stretching factor of 1.6 was determined from (he geohistory analysis, and used to predict paleotemperatures in the sediments. T h e temperature his­tory was coupled with the t ime—temperature index ( T T I ) to infer the oil — generative window. Based on the results, the basin was in proper conditions to generate oil aproximately 140 m.y . ago .

R E S U M E N

L a subsidencia e historia térmica de la C u e n c a de Sabinas fue reconstruida basándose en datos cstrtigrá-licos del pozo Inés—1. T o m a n d o en cuenta el concepto de terrenos tectónicos, tres terrenos de basamento y dos conjunlos sobreyacientes se reconocieron alrededor de la cuenca. El T e r r e n o Coahui la constituye el basamento de la cuenca, el cual se encuentra cubierto discordantemente por el conjunto sobreyaciente del Mesozoico Superior y este a su vez por el conjunto sobrepuesto del Cenozo ico . L a evolución tectónica de la cuenca se representa en un diagrama de gcohistoria, el cual está definido por tres periodos: ( 1 ) etapa de ruptura, ( 2 ) subsidencia y sedimentación y ( 3 ) deformación y levantamiento.

Métodos de "backstripping" se utilizaron para calcular la cantidad de subsidencia tectónica. Subsiden­cia controlada inicialmente por fallas y posteriormente subsidencia controlada inicialmente por fallas y poste­riormente subsidencia termotectónica se observaron en la cuenca . U n factor de est iramiento de 1.6 fue determinado para la Cuenca de Sabinas en la localización del pozo Inés—1 y usado para predecir las palco-temperaturas en los sedimentos. L a historia de la temperatura se conjuntó con el índice de t iempo—temperatura ( l ' I T ) para inferir la ventana de generación de aceite. En base a los resultados obtenidos, se concluye que la cuenca estuvo en condiciones para generar aceite hace aprox imadamente 140 m . a .

* Petró leos M e x i c a n o s ,

E x p l o r a c i ó n D F N E

' * Tes i s de M a e s t r í a , U n i v e r s i d a d de A r i z o n a

T r a d u c i d o p o r Ing . M a . S o c o r r o U r i b c E .

56

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

INTRODUCCIÓN

La C u e n c a de S a b i n a s r e p r e s e n t a

una extensión m a r i n a del Golfo de

México durante el M e s o z o i c o , d e n t r o

del noreste de M é x i c o , s i tuado e n t r e

las paleopenínsulas de C o a h u i l a y T a ­

maulipas.

En términos de p lacas t e c t ó n i c a s ,

la historia depositacional de la C u e n c a

de Sabinas representa la evoluc ión de

una cuenca de " r i f t " i n t e r c o n t i n e n ­

tal la cual está re lac ionada con los pro ­

cesos de r u p t u r a y d e r i v a q u e a b r i ó

el Océano A t l á n t i c o y el Gol fo de

México.

Tomando en cuenta la posición tec­

tónica de la C u e n c a de S a b i n a s , tres

son los principales e s tados de evolu­

ción a los que nos p o d e m o s referir: ( 1 )

un estado inicial de r o m p i m i e n t o

("rifting") que c o m p r e n d i ó el falla-

miento de bloques y la f o r m a c i ó n de

grabens, ( 2 ) un e s t a d o de subs iden­

cia termotectónica d u r a n t e el cua l se

depositó el conjunto sobreyac iente del

Mesozoico Super ior y ( 3 ) t e r m i n a c i ó n

de la subsidencia deb ido a la in tensa

deformación y fal lamicnto inverso que

proNocó el l e \ 'antamiento de la región

durante la O r o g e n i a L a r a m i d e .

Durante el r o m p i m i e n t o cont inen­

tal inicial, se f o r m a r o n bloques incli­

nados con fallamiento n o r m a l , en res­

puesta al a d e l g a z a m i e n t o de la

corteza.

De acuerdo con el m o d e l o de esti­

ramiento de M c k e n z i e ( 1 9 7 8 ) , el flu­

j o a s c e n d e n t e de la es tenósfera , p r o ­

v o c a d o por el ade lgazamiento de la li­

tosfera, controla la formación de la zo­

n a de r o m p i m i e n t o y c r e a u n a

a n o m a l í a t é r m i c a .

El e n f r i a m i e n t o poster ior del m a ­

terial ca l iente de la as tenósfera indu­

ce a u n a c u e n c a subs identc en la que

se a c u m u l a n sedimentos. L o s sistemas

depos i tac ionales y las secuenc ias es-

t r a t i g r á ñ c a s d e n t r o de la c u e n c a , son

el resu l tado de la in teracc ión entre

subsidencia y sed imentac ión , a d e m á s

están influenciados por un n ú m e r o de

factores incluyendo la paleogeografía,

paleolat i tud de la c u e n c a y o tros .

L a presenc ia de h i d r o c a r b u r o s en

la C u e n c a de Sab inas , d e p e n d e fuer­

temente en eventos suscitados durante

el per iodo de subsidencia t ec tón ica ,

debido a que el mater ia l o r g á n i c o de­

positado j u n t o con los sedimentos, fue

p o s t e r i o r m e n t e d e g r a d a d o t é r m i c a ­

m e n t e d u r a n t e el s e p u t a m i e n t o , o c a ­

s ionando la g e n e r a c i ó n del petró leo .

L a s rocas acumuladoras con suficiente

poros idad y permeabi l idad p a r a con­

tener los hidrocarburos migrados , fue­

ron t a m b i é n f o r m a d a s d u r a n t e este

per iodo .

El per iodo de subsidencia t e r m i n ó

c u a n d o la C u e n c a de Sabinas y las re­

giones adyacentes exper imentaron es­

fuerzos compresionales deformando la

pila de sed imentos . E s t e per iodo de

evolución de la c u e n c a , también fue

i m p o r t a n t e p a r a la o c u r r e n c i a de hi­

d r o c a r b u r o s , ya que los rasgos estruc-

57

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

turales que const i tuyen las t r a m p a s

entonces fueron f o r m a d o s .

L a historia t é r m i c a de u n a c u e n c a

s ed imentar ia , es el p a r á m e t r o c lave

p a r a la generac ión de h i d r o c a r b u r o s

líquidos, los cuales son el produc to de

la m a d u r a c i ó n t é r m i c a de la m a t e r i a

o r g á n i c a presente en los sed imentos

( T i s s o t e t . a l . , 1 9 7 4 ; H u n t , 1 9 7 9 ) . E n

u n a cuenca sedimentar ia la migrac ión

y a c u m u l a c i ó n de h i d r o c a r b u r o s de­

pende de la historia de s e p u t a m i e n t o

de los sedimentos y de la c r e a c i ó n de

estructuras dentro de la cuenca; mien­

tras que la generac ión y preservac ión

de aceite depende de las condic iones

t érmicas a través del t i e m p o geológi­

c o . E s t a r e l a c i ó n t i e m p o —

t e m p e r a t u r a ha permit ido el d e s a r r o ­

llo del concepto de la ventana de aceite

(Tissot ob . c i t . ; W a p l e s , 1 9 8 0 ) . P a r a

cualquier c u e n c a , el c o n o c i m i e n t o de

la historia t é r m i c a que la c o l u m n a se­

d i m e n t a r i a ha e x p e r i m e n t a d o , se re ­

quiere p a r a predec i r el t i empo de ge­

n e r a c i ó n , as í c o m o la c a n t i d a d , cali­

dad y el estado de preservación del pe­

tróleo .

E s t e es tudio p r e t e n d e e n t e n d e r la

subs idencia y evolución de la C u e n ­

c a de Sab inas , c o m o u n a función del

enfriamiento de una anomal ía t érmica

y sus implicaciones p a r a la generac ión

de h i d r o c a r b u r o s .

TECTONOESTRATIGRAFIA

T r e s pr inc ipa le s t e r r e n o s de basa­

m e n t o y dos c o n j u n t o s l i totectónicos

sobreyac i en te s p u e d e n ser delineados

p o r anális is de t e r r e n o s en la región

de la C u e n c a de S a b i n a s . L a s rocas

del b a s a m e n t o del J u r á s i c o P r e —

S u p e r i o r en el n o r e s t e de M é x i c o que

se e n c u e n t r a n e x p u e s t a s en pequeños

y e s p a r c i d o s a f l o r a m i e n t o s , pueden

ser a g r u p a d a s d e n t r o de tres entida­

des principales . E s t o s son los terrenos

de C h i h u a h u a , C o a h u i l a y S ierra M a ­

d r e ( f igura 1 ) , los c u a l e s se encuen­

t r a n s e p a r a d o s p o r z o n a s i m p o r t a n ­

tes de fallas o d i s cont inu idades . E n la

figura 1, el s í m b o l o m u e s t r a la loca­

l ización de a f l o r a m i e n t o s ; ( B e h ) T e ­

rreno C h i h u a h u a ; ( B e r ) T e r r e n o Coa­

hui la en la S i e r r a del C a r m e n , ( B d )

en las D e l i c i a s — A c a t i t a , ( B í ) en Sie­

r r a del F u s t e y ( B d i ) en la S i e r r a del

Diab lo ; T e r r e n o S i e r r a M a d r e en

( B h p ) H u i z a c h a l — P e r e g r i n a y (Bsj)

en S a n J u l i á n .

E l T e r r e n o C h i h u a h u a p a r e c e ser

p a r t e del C r a t ó n de N o r t e a m é r i c a .

L o s pr inc ipa le s a f l o r a m i e n t o s están

e x p u e s t o s en el á r e a de la S i e r r a del

C u e r v o y P l a c e r de G u a d a l u p e y ha

sido p e n e t r a d o p o r a l g u n o s pozos de

P é m e x en el E s t a d o de C h i h u a h u a

( P e m e x , 1 9 8 4 ) . L a s e c u e n c i a consis­

te de b a s a m e n t o p r e c á m b r i c o sobre­

pues to p o r m á s de 3 , 0 0 0 m e t r o s de

aren i scas , lutitas y cal izas paleozoicas

( B r i d g e s , 1 9 6 4 ) .

58

V O L . X X X V I , N U M . 2, 1 9 8 4

50 100

/ \ BsJ

S I E R R A M A D R E

J) Bhp

Campa y Coney, 1983

' ' I G l - PLANO DE T E R R E N O S T E C T O N O - E S T R ATIGRAFICOS DEL NORESTE DE M E X I C O .

59

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

El T e r r e n o C o a h u i l a const i tuye el

piso de la C u e n c a de Sabinas , fue for­

m a d o d u r a n t e el Paleozoico T a r d í o al

c ierre del O c é a n o P r o t o — A t l á n t i c o ;

c u a n d o Africa, S u d a m é r i c a y N o r t e a ­

m é r i c a fueron unidos en un solo con­

t inente ( C o n e y , 1 9 8 1 ; C a m p a y C o ­

ney, 1 9 8 3 ) . E s t e t e r r e n o consiste de

dos par tes . U n a c o m p u e s t a por r o c a s

m e t a m ó r f i c a s de bajo g r a d o (esquis­

to v e r d e ) inc luyendo filitas, m á r m o l

y c u a r z i t a s . E s t a par te r e p r e s e n t a la

z o n a in terna del S i s t e m a O r o g é n i c o

M a r a t h ó n — O u a c h i t a ( F l a w n et . a l . ,

1 9 6 1 ) que fue tras lapado sobre el T e ­

rreno C h i h u a h u a a lo largo de u n a zo­

n a de falla que f o r m a la f rontera no­

reste del T e r r e n o C o a h u i l a ( C a m p a

y C o n e y , ob. c i t . ) . Se e n c u e n t r a aflo­

r a n d o en la S i e r r a del C a r m e n en el

norte de C o a h u i l a (F lawn y M a x w e l l ,

1 9 5 8 ) y ha sido a t r a v e s a d o por a lgu­

nos pozos de P é m e x en el E s t a d o de

C o a h u i l a ( P e m e x , 1 9 3 8 ) . Es te t e r r e ­

no ha sido intrusionado por granodio-

ritas p e r m o — t r i á s i c a s .

L a o t r a parte del T e r r e n o C o a h u i ­

la, c o r r e s p o n d e a un a f loramiento en

las c e r c a n í a s de Delicias , C o a h . que

consiste de u n a secuenc ia g r u e s a

( 3 , 0 0 0 m . ) p legada de flysch pensil-

v á n i c o a p é r m i c o con c a p a s de g r a u -

v a c a , conteniendo grandes bloques de

c a r b o n a t o s de aguas s o m e r a c y rocas

vo lcánicas in termedias e in trus iona-

d a por g r a n i t o tr iás ico ( W a r d l a w et.

al . 1 9 7 9 ) ; (Den i son et . a l . , 1 9 6 9 ) .

E l T e r r e n o S i e r r a M a d r e , al igual

que los anter iores , se e n c u e n t r a exten­

samente cubierto por los conjuntos so­

brepues tos del M e s o z o i c o S u p e r i o r y

del C e n o z o i c o . L a p a r t e basal del T e ­

r r e n o S i e r r a M a d r e se e n c u e n t r a ex­

puesta en las cercanías de C i u d a d Vic­

toria , T a m p s . E s t á const i tuido por un

c o m p l e j o m e t a m ò r f i c o p r e c á m b r i c o

s o b r e p u e s t o p o r u n a s e c u e n c i a sedi­

m e n t a r i a c u y a e d a d fluctúa del O r d o -

víc ico al P e n s i l v á n i c o , c u l m i n a n d o

con un flysh p é r m i c o ( C a r r i l l o , 1 9 6 1 ) .

Inc lu idos d e n t r o del T e r r e n o S iera

M a d r e , ex i s ten a f l o r a m i e n t o s de ro ­

cas c lás t icas rojas c o n f recuente con­

tenido de f r a g m e n t o s v o l c á n i c o s y

ocas iona les r o c a s v o l c á n i c a s ( f o r m a ­

c iones C o a p a s , R o d e o y N a z a s ) . L a

s e c u e n c i a se e n c u e n t r a l i g e r a m e n t e

m e t a m o r f i z a d a y fol iada ( R o g e r s et.

a l . , 1 9 5 6 ; C ó r d o b a , 1 9 6 4 ) . L a s for­

m a c i o n e s C o a p a s y R o d e o represen­

tan depósi tos de un a r c o m a g m à t i c o

de m a r g e n c o n t i n e n t a l m i e n t r a s que

la F o r m a c i ó n N a z a s es un depósito in-

t r a c o n t i n e n t a l de o r i g e n t ec tón ico ex-

tens ional ( O r t e g a , 1 9 8 4 ) .

Conjunto Sobreyaciente del Mesozoico Superior (Mei)

U n c o n j u n t o s o b r e p u e s t o del M e ­

sozoico S u p e r i o r se e n c u e n t r a expues­

to e x t e n s a m e n t e en la r e g i ó n L a se­

c u e n c i a es tá f o r m a d a p o r clastos te­

rr ígenos , c a r b o n a t o s y r o c a s evaporí -

t icas q u e se d e p o s i t a r o n d u r a n t e la

t r a n s g r e s i ó n m a r i n a q u e se or ig inó a

60

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

partir de la a p e r t u r a del Golfo de M é ­

xico. El c o n j u n t o s o b r e y a c e discor­

dantemente sobre los terrenos del bas-

mento cubr iéndolos casi en su total i­

dad. Dos b loques pr inc ipa les , el

B u r r o — T a m a u l i p a s y C o a h u i l a y va ­

rios bloques p e q u e ñ o s , cons t i tuyen el

relieve del b a s a m e n t o . L a asoc iac ión

de grabens y hor t s inf luyeron en los

sistemas deposi tacionales d e n t r o de la

Cuenca de S a b i n a s y t a m b i é n en la

deformación p o s t e r i o r del c o n j u n t o .

Cinco secuencias s e p a r a d a s por c a m ­

bios litológicos importantes c o m p o n e n

la estratigrafía del conjunto (f igura 2 ) .

Terr ígenos c lást icos del J u r á s i c o

Superior, E v a p o r i t a s y C a r b o n a t o s

(Mei).

Estos es tratos del O x f o r d i a n o (o

más viejos) al T i t h o n i a n o , d e s c a n s a n

discordantemente sobre los t e r r e n o s

del basamento . L a p a r t e inferior de

la secuencia cons is te de c u a t r o facies

principales: ( 1 ) C o n g l o m e r a d o s y le­

chos rojos c o m p u e s t o s de f r a g m e n t o s

ígneos y vo lcán icos ( c o n g l o m e r a d o s

básales) (2 ) areniscas costeras ( F o r m a ­

ción L a G l o r i a ) , ( 3 ) l imol i tas , c a r b o ­

natos y e v a p o r i t a s ( F o r m a c i ó n

Olvido) y ( 4 ) bal i ta .

L a parte super ior de la s e c u e n c i a

( K i m m e r i d g i a n o — T i t h o n i a n o ) , con­

siste de sed imentos c lást icos que g r a ­

dúan de areniscas c e r c a de los e lemen­

tos positivos a lutitas n e g r a s inter­

caladas con l imoli tas y cal izas ( F o r ­

mación L a C a s i t a ) . E l espesor de la

s ecuenc ia j u r á s i c a super ior v a r í a de

c e r o en el e l emento posit ivo a 4 8 7 m.

en el á r e a de M o n c l o v a y a r r i b a de

2 , 6 6 0 m . en los depocentros donde la

s ecuenc ia cont i ene depósitos gruesos

de sal ( á r e a de M e n c h a c a ) .

C a r b o n a t o s , T e r r í g e n o s Clás t icos

y E v a p o r i t a s del N e o c o m i a n o —

A p t i a n o Infer ior (M2).

L a s s ecuenc ia del C r e t á c i c o Infe­

r ior de c a r b o n a t o s , cont iene interes-

trat i f icaciones de clást icos terr ígenos

c e r c a de los flancos de los e lementos

positivos y evaporitas en áreas restrin­

gidas . C i n c o facies pueden ser reco ­

noc idas en la C u e n c a de Sabinas:

1 ) Areniscas arcósicas cong lomera-

ticas interestrat i f icadas con luti­

tas verdes o rojas ( formac iones

San M a r c o s , F a t u l a y Hoss ton) .

2 ) C a l i z a s y m a r g a s que g r a d ú a n

l a t e r a l m e n t e y hac ia a r r i b a a

aren i scas c a l c á r e a s y l imolitas

con do lomías locales ( f o r m a c i o ­

nes M e n c h a c a , Barr i l Vie jo y

Padi l la ) .

3 ) Lut i tas verdes y rojas interestra­

tif icadas con areniscas y c a r b o ­

na tos . ( F o r m a c i ó n L a M u l a ) .

4 ) Anhidr i tas in terca ladas con c a ­

lizas packstone y gra ins tone de

bioclastos y oolitas y microdolo-

m í a ( F o r m a c i ó n L a V i r g e n ) .

5 ) Ca l i zas packstone y gra ins tone

de bioclastos que in terca lan con

cal izas m u d s t o n e y wackes tone

de bioclastos y l itoclastos ( F o r ­

m a c i ó n C u p i d o ) .

61

C U E N C A DE S A B I N A S

P L A T A F O R M A

F L A N C O DE LA C O A H U I L A PLATAFORMA -I - 1 -

Mes

MC4

— ARRECIFE MC3 CUPIDO

L E Y E N D A

LUTITA LIMO LITA A R E N I S C A

CONGLOMERADO SAL EVAPORITA DOLOMÍA CALIZA CALIZA DE PLATAFORMA ARRECIFE CALIZA POST-ARRECIFAL CALIZA DE MAR ABIERTO

F I G 2 C O L U M N A T E C T O N O - E S T R A T I G R A F I C A D E L C O N J U N T O M E S O Z O I C O S U P E R I O R E N L A C U E N C A D E S A B I N A S

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

L a facies 1 se p r e s e n t a sólo en las

márgenes de los e l e m e n t o s positivos

mientras que las d e m á s es tán disper­

sas y ocurren en suces ión vert ica l a

través de la c u e n c a . El e spesor de la

secuencia c r e t á c i c a inferior v a r í a de­

pendiendo de la posición d e n t r o de la

cuenca, pero el e spesor p r o m e d i o en

el área de M o n c l o v a es a p r o x i m a d a ­

mente de 2 , 0 0 0 m .

Carbonatos del Aptiano

Superior—Albiano (Mcj)

Rocas c a r b o n a t a d a s principcilmen-

te de la E d a d C r e t á c i c o M e d i o forman

una extensa c a r p e t a d e n t r o del Golfo

de Sabinas y t a m b i é n en las platafor­

mas adyacentes de E l B u r r o — T a ­

maulipas y C o a h u i l a . L a p a r t e basal

de la sección es u n a s ecuenc ia unifor­

me de lutitas fosilíferas co lor gris os­

curo y de lgadas c a p a s de m a r g a s y

caliza m u d s t o n e ( F o r m a c i ó n L a P e ­

ña). Sobre la P l a t a f o r m a de C o a h u i ­

la, la misma unidad está representada

por lutitas l i g e r a m e n t e c a l c á r e a s , li­

molitas y aren i scas ( F o r m a c i ó n L a s

Uvas), descansando d i scordantemente

sobre rocas del b a s a m e n t o ( B d ) . L a

parte media de la s e c u e n c i a incluye

tres facies;

1) Calizas m u d s t o n e a gra ins tone

que cont i enen rud i s tas , milióli­

dos y f r a g m e n t o s de c o n c h a s

( formaciones S a l m o n P e a k , M c

Knight, W e s t N u e c e s , T e l e p h o ­

ne C a n y o n у G l e n R o s e ) .

2 ) C a p a s , gruesas de calizas muds ­tone y wackes tone de color gris con estilolitas ( F o r m a c i ó n T a ­maul ipas S u p e r i o r ) .

3 ) Cal izas , calizas dolomit icas , do­lomías y yeso ( F o r m a c i ó n A c a ­t i ta) con facies arreci fales de cal izas de rudistas ( F o r m a c i ó n V i e s c a ) .

L a s tres facies son equivalentes en t i empo . L a s facies 1 y 3 se presentan sobre las p la ta formas de El B u r r o y C o a h u i l a r e s p e c t i v a m e n t e , m i e n r a s que la facies 2 o c u p a la C u e n c a de Sab inas .

L a par te m á s alta de la secuenc ia del C r e t á c i c o M e d i o , la cual se en­c u e n t r a ampl iamente distribuida en el á r e a , son lutitas fosilífras de color gris c laro con un c u e r p o inermedio de c a ­lizas ( F o r m a c i ó n R i a m i c h i ) , sobreya-c ida por cal izas m u d s t o n e y wackes­tone con fauna p lanc tón ica de es tra­tificación m e d i a a gruesa ( F o r m a c i ó n George town) . El espesor de la secuen­cia comple ta del C r e t á c i c o M e d i o tie­ne rangos que van de 5 0 0 a 8 0 0 m.

Carbonatos y Lutitas del Cenomaniano— Santoniano. (Mc^)

L o s estratos de la par te inferior del C r e t á c i c o Superior son principalmen­te rocas c a r b o n a t a d a s , pero también cont ienen capas de terr ígenos de gra ­no fino. L a par te baja de la secuen­c ia es un de lgado c u e r p o de lutitas grises in terca ladas con cal izas m u d s ­tone ( F o r m a c i ó n del R í o ) , cub ier to

63

B O L . ASOC. M E X . G E O L . PETR.

por cal izas m u d s t o n e de es tratos m e ­

dios y de co lor gris c laro y caliza w a c ­

kestone con fauna p lanc tón ica ( F o r ­

m a c i ó n B u d a ) . L a p a r t e super ior de

la s ecuenc ia es u n a unidad de cal izas

o b s c u r a s in terca ladas con c a p a s del­

g a d a s de cal izas l imolít icas ( F o r m a ­

ción E a g l e F o r d ) , sobreyac idas por

cal iza m u d s t o n e con de lgadas inter­

ca lac iones de m a r g a s ( F o r m a c i ó n

Aus t in ) . L a secuenc ia del C e n o m a ­

n i a n o — S a n t o n i a n o fluctúa entre 2 0 0

a 5 0 0 m. de espesor.

Arenas y Lutitas del Campaniano—

Maestrichtiano (Mc)

Sedimientos terrígenos clásticos del

C r e t á c i c o S u p e r i o r de la C u e n c a de

Sabinas están expues tos en el c e n t r o

y noreste de C o a h u i l a .

L a secuenc ia es un c o m p l e j o del­

taico consistente de lutitas grises y lo-

dolitas ( F o r m a c i ó n U p s o n ) de facies

de prode l ta seguida por u n a secuen­

c ia m a r i n a y no m a r i n a de aren i scas

( g r a d u a d a s hac ia a r r i b a ) , l imolitas y

arci l la con c a r b o n a t o s ( f o r m a c i o n e s

S a n M i g u e l , O l m o s y E s c o n d i d o ) de

facies de frente del ta ico y de planicie

de l ta ica .

L o s espesores de la secuenc ia del­

ta ica es c u a n d o menos 1 , 0 0 0 m . en el

á r e a de S a b i n a s .

Conjunto Sobreyaciente del Cenozoico

S e d i m e n t o s clást icos a m p l i a m e n t e

distribuidos del C e n o z o i c o y rocas íg­

neas , d e s c a n s a n en d i s c o r d a n c i a an­

g u l a r s o b r e r o c a s p l e g a d a s del

M e s o z o i c o S u p e r i o r , las cua les están

a fec tadas o c a s i o n a l m e n t e p o r intrusi­

vos del C e n o z o i c o .

ígneos Intrusivos (Ci)

E x i s t e n dos pr inc ipa le s g r u p o s de

c u e r p o s in trus ivos l a r a m í d i c o s de

c o m p o s i c i ó n g e n e r a l m e n t e alcal ina.

U n o se presenta en el nores te de C o a ­

hui la y el o t r o en las c e r c a n í a s de

M o n c l o v a y C a n d e l a , C o a h . Es te úl­

t imo g r u p o de c u e r p o s intrusivos for­

m a n u n a a m p l i a c a d e n a q u e sigue la

d irecc ión e s t e — o e s t e .

ígneos Extrusivos (Ce)

D o s pr inc ipa le s t ipos de rocas ex-

trus ivas se p r e s e n t a n en el á r e a : (1 )

L a v a s de c o m p o s i c i ó n in termedia , las

cuales están asoc iadas con cuerpos in­

trus ivos l a r a m í d i c o s , y ( 2 ) lavas ba­

sált icas f o r m a n d o p e q u e ñ a s mesetas

en el á r e a de S a b i n a s y N u e v a Rosi ­

t a , C o a h .

Paleoceno Cenozoico (CÍU)

Sed imentos c lást icos del Paleoceno

consistentes de intercalac iones de are­

n iscas , l imol i tas y lut i tas c o n glauco-

nita y fósiles r e t r a b a j a d o s del C r e ­

t á c i c o , e s tán e x p u e s t o s en la parte

oriental del á r e a . Es tas rocas sedimen-

64

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

tarias de la C u e n c a de B u r g o s f o r m a n

parte del a c u ñ a m i e n t o s e d i m e n t a r i o

de la costa del Golfo de M é x i c o . Sus

espesores v a r í a n de 4 0 0 a 1 , 0 0 0 m .

Aluvión Cenozoico (a)

Grava , b r e c h a s , a r e n a s у ñ n o s lo­

dos aluviales, fueron depos i tados en

depresiones topográf i cas y valles sin-

clinales.

SÍNTESIS TECTÓNICA

En la evoluc ión t e c t ó n i c a del N o ­

reste de M é x i c o se reconocen cinco es­

tados tectónicos principales. Ellos son:

(1) Orogenia A p a l a c h i a n a — O u a c h i t a

del Paleozoico T a r d í o ; ( 2 ) E v e n t o ex -

tensional M e s o z o i c o ; ( 3 ) Subs idenc ia

del Ju rás i co T a r d í o al C r e t á c i c o T a r ­

dío; (4) Orogen ia L a r a m í d i c a del C r e ­

tácico T a r d í o al T e r c i a r i o T e m p r a n o

y (5) L e v a n t a m i e n t o C e n o z o i c o .

A pesar de que la m a y o r p a r t e de

la secuencia p a l e o z o i c a en M é x i c o se

encuentra o c u l t a p o r e s t ra tos m á s j ó ­

venes y eventos tec tónicos sobrepues­

tos, la conf igurac ión del S i s t e m a

Marathon O u a c h i t a h a s ido p r o y e c ­

tada dentro del N o r e s t e de M é x i c o

(González, 1 9 7 6 ; Sa l inas , 1 9 8 0 ) . L a s

rocas del T e r r e n o C o a h u i l a en el á r e a

Las Del icias—Acatita ( B d ) pueden re­

presentar turbiditas de u n a c u e n c a re­

manente que p r o g r e s i v a m e n t e se

cerró ( G r a h a m et . a l . , 1 9 7 5 ) c u a n d o

el cinturón de s u t u r a de u n a colisión

arco—cont inenta l o cont inenta l—con­

tinental se desarrol ló ( W i c k h a m et.

a l . , 1 9 7 6 ) .

L a d e f o r m a c i ó n que invo lucró

N o r t e a m é r i c a y par tes de G o n d w a n a

p a r e c e h a b e r sido inic iada en el Mis i -

sípico T a r d í o en la porc ión centra l de

los A p a l a c h e s y llegó a ser sucesiva­

m e n t e m á s j o v e n hac ia el sur , al irse

c e r r a n d o el P r o t o a t l á n t i c o en f o r m a

de t i jera ( W a l p e r y R o w e r t t , 1 9 7 2 ) .

El T e r r e n o C o a h u i l a m u e s t r a ade­

m á s un extenso metamorf i smo de bajo

g r a d o en la S i e r r a del C a r m e n ( B e r )

y en varios pozos . E s t a s rocas m e t a ­

mórf icas r e p r e s e n t a n la zona in terna

del Sistema O u a c h i t a (F lawn ob. c i t . ) ,

t ras lapadas sobre la m a r g e n de N o r ­

t e a m é r i c a ( C a m p a y C o n e y , ob. c i t . ) .

U n a t ec tón ica de tipo extens ional

afectó la región desde el T r i á s i c o M e ­

dio al J u r á s i c o T a r d í o , iniciándose por

el r o m p i m i e n t o y s eparac ión que ori ­

ginó la parte central del Atlático Norte

y el Golfo de M é x i c o (P i lger , 1 9 8 0 ) .

H u b o u n a fase inicial de r o m p i m i e n ­

to (Buffler et. a l . , 1 9 8 0 ) , d u r a n t e el

cual el a d e l g a z a m i e n t o de la litosfera

causó u n a emersión regional, u n a seg­

m e n t a c i ó n de bloques por fallas nor ­

males lístricas y el relleno de c u e n c a s

de r u p t u r a . L a in terpre tac ión de sec­

c iones s ísmicas a t ravés de la C u e n c a

de Sabinas m u e s t r a q u e la conf igura­

ción del basamento se presenta en for­

m a de grabens y horsts ( M a r t í n e z

D o m i n g o 1 9 8 4 , c o m u n i c a c i ó n perso­

nal ) . L o s grabens f o r m a n c u e n c a s lo-

65

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

cales en las cuales hay sed imentos c lást icos cont inenta les . N o hay evi­d e n c i a d i r e c t a p a r a d a t a r esta fase en la C u e n c a de Sabinas , pero probable­m e n t e puede ser a lgo m á s j o v e n que en la del Golfo de M é x i c o .

L a subs idencia en el Golfo de M é ­x i co cont inuó y u n a g r u e s a secuenc ia de e v a p o r i t a s fue depos i tada (Buff ler et . a l . , o b . c i t . ) , la e d a d de la sal ge­nera lmente se cons idera J u r á s i c o M e ­dio y es c o r r e l a c i o n a d a c o n la Sal L o u a n n de la costa norte del Golfo de M é x i c o y c o n la F o r m a c i ó n M i n a s Vie jas del á r e a de M o n t e r r e y ( K i r k -land y G e r h a r d , 1 9 7 1 ) . L o s depósitos de sal que han sido penetrados por po­zos d e n t r o de la C u e n c a de S a b i n a s , p r o b a b l e m e n t e son del J u r á s i c o T a r ­dío , ya que en el á r e a de M e n c h a c a descansan d i scordantes sobre un g r a ­nito d a t a d o en 1 6 4 — 7 m . a . , y es tán cubiertos por sed imentos c o n fauna del K i m m e r i d g i n a o ( F o r m a c i ó n L a C a s i t a ) ( P e m e x ob . c i t . , 1 9 8 4 ) .

L a s zonas de r o m p i m i e n t o son c o ­m u n m e n t e asoc iadas con un iones tri­ples que t ienen b r a z o s a l a r g a d o s l lamados au lacógenos ( B u r k e , 1 9 7 7 ) . Es tos se ex t i enden d e n t r o del inter ior del cont inente p a r a f o r m a r c u e n c a s res tr ing idas a l r e d e d o r de la m a r g e n a t l á n t i c a ( E v a n s , 1 9 7 8 ) . L a C u e n c a de Sabinas h a sido in terpre tada c o m o un aulacógeno (Flores , 1 9 8 0 ) . Sin e m ­b a r g o , el or igen de la C u e n c a de Sa ­binas parece es tar m á s re lac ionada en t iempo (Jurás i co M e d i o — T a r d í o ) a la

fase de d e r i v a y e x p a n s i ó n del piso o c e á n i c o en el Gol fo de M é x i c o (Buf­fler o b . c i t . ) q u e a la fase de r u p t u r a .

Asoc iados con la a p e r t u r a del Golfo de M é x i c o , se p r e s e n t a r o n movimien­tos sobre el " M e g a s h e a r " M o j a v e — S o n o r a (Silver y A n d e r s o n , 1 9 7 4 ) . Es ­ta fue u n a falla l a tera l i zqu ierda que pasaba a través de M é x i c o , desplazan­d o a S u d a m é r i c a h a c i a el sureste en relación a N o r t e a m é r i c a (Dickinson y C o n e y , 1 9 8 0 ) . Z w a n s i g e r ( 1 9 7 6 ) pos­tuló u n a serie d e c i n c o fallas transfor­m e s p o s t — a p a l a c h a n a s en el noreste de M é x i c o , q u e dividen el s is tema ori­ginal en seis s e g m e n t o s . M o v i m i e n ­tos e s t r u c t u r a l e s i m p o r t a n t e s y desp lazamientos laterales por fallas en M é x i c o , fueron t a m b i é n postulados por D e C s e r n a ( 1 9 7 6 ) . E s t a s es truc­turas es tán g e n e r a l m e n t e ocu l tas de­bajo de sed imentos m á s j ó v e n e s y aun son c o n t r o v e r t i d a s .

P a r a el J u r á s i c o T a r d í o , el Golfo de M é x i c o e s t u v o c o m p l e t a m e n t e a b i e r t o y p r o b a b l e m e n t e los movi ­m i e n t o s t e r m i n a r o n a lo l a r g o del " M e g a s h e a r " M o j a v e — S o n o r a ( C o ­ney , 1 9 8 3 ) . E n la C u e n c a de Sabinas un i m p o r t a n t e p e r i o d o de subsiden­cia e s tuvo m a r c a d o p o r la t ransgre ­sión m a r i n a q u e se d e s a r r o l l ó desde el J u r á s i c o T a r d í o h a s t a el C r e t á c i c o T a r d í o . D u r a n t e este per iodo , el con­j u n t o t r a s l a p a d o del M e s o z o i c o Supe­r ior se depos i tó d i s c o r d a n t e m e n t e sobre el t e r r e n o del b a s a m e n t o ( T e ­r r e n o C o a h u i l a ) . E n el O x f o r d i a n o

66

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

C L Á S T I C O S TERRÍGENOS CONTINENTALES

g g j ) T E R R Í G E N O S , E V A P O R I T A S , H A L I T A ( F H . O L V I D O )

C A R B O N A T O S , E V A P O R I T A S , ( F H . OLVIDO )

B A R R E R A C O L I T I C A ( F H . Z U L O A G A )

L U T I T A C A L C A R E A Ï L I H O L I T A ( F H . S A N T I A G O . )

F I G . 3 . - P L A N O PALEOGE06RAFIC0 DEL OXFORDIANO TEMPRANO.

67

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

T I E R R A P O S I T I V A

T E R R Í G E N O S C L Á S T I C O S ( P H . L A C A S I T A )

A R E N I S C A S C A L C Á R E A S ( F M . L A C A S I T A )

4 = ^ L U T I T A S C A L C Á R E A S Y L I M O L I T A S ( F M . L A C A S I T A )

C A L I Z A S A R C I L L O S A S ( F M P I M I E N T A , FM L A C A S I T A )

FIG .4 .- PLANO PALEOGEOGRAFICO DEL K I M M E R I D G I A N O

68

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

Temprano , incurs iones m a r i n a s d e n ­tro de las c u e n c a s l o c a l e s , p e r m i t i e ­ron el depós i to de sal y e v a p o r i t a s (Formación O l v i d o ) . H u b o t a m b i é n un aporte s ign i f i cante d e t e r r í g e n o s clásticos ( F o r m a c i ó n L a G l o r i a ) der i ­vados de los e l e m e n t o s e m e r g i d o s de Coahuila y el B u r r o — T a m a u l i p a s y el depósito de c a r b o n a t o s de a g u a s so­meras. L a figura 3 m u e s t r a u n p l a n o paleogeográfico del O x f o r d i a n o T e m ­prano de la C u e n c a de S a b i n a s y á r e a s circunvecinas. E s t e y los s u b s e c u e n ­tes planos p a l e o g r á f í c o s f u e r o n c o n ­figurados b a s á n d o s e p r i n c i p a l m e n t e en trabajos n o p u b l i c a d o s ( N i e t o , 1983, 1 9 8 4 y P e m e x , 1 9 8 4 o b . c i t . ) obtenidos de datos de superficie y sub­suelo. D u r a n t e el K i m m e r i d g i a n o , las incursiones m a r i n a s se a c e n t u a r o n más. L a s e d i m e n t a c i ó n e v a p o r í t i c a fue r e e e m p l a z a d a p o r depós i to s de carbonatos y lu t i tas ( F o r m a c i ó n L a Casita) ( f igura 4 ) .

Un importante r a s g o q u e tuvo g r a n influencia sobre la subs idenc ia t e r m o -tectónica y la s e d i m e n t a c i ó n en la Cuenca de S a b i n a s es u n a falla q u e pasa cerca del b o r d e n o r t e de la Isla de Coahui la ( M c k e e y J o n e s , 1 9 7 9 , 1982; M c k e e y L o n g , 1 9 8 4 ) . E s t a fa­lla se m a n t u v o a c t i v a d u r a n t e el J u ­rásico y C r e t á c i c o T e m p r a n o deli-* neando la z o n a de s u b s i d e n c i a y le­vantamiento re la t ivo e n t r e la c u e n c a y la Isla de C o a h u i l a , p r o d u c i e n d o una potente s e c u e n c i a de t e r r í g e n o s clásticos que se d e s a r r o l l a r o n a lo lar ­

g o de la c o s t a n o r t e de la Isla de C o a ­hui la . E s t o s t e r r í g e n o s c lás t icos fue­ron en parte generados por fallas y por o t r a p a r t e d e r i v a d o s de los e l e m e n t o s posi t ivos ( f o r m a c i o n e s S a n M a r c o s , F a t u l a y L a M u l a ) . S e d i m e n t a c i ó n c lás t i ca t a m b i é n se d e s a r r o l l ó en el b o r d e n o r t e de la c u e n c a ( F o r m a c i ó n H o s s t o n ) ; sin e m b a r g o la presencia de u n a falla n o es t an ev idente ah í .

L a t r a n s g r e s i ó n c o n t i n u ó d u r a n t e el C r e t á c i c o T e m p r a n o . E n la C u e n ­c a de Sabinas se establecieron u n a pla­t a f o r m a de c a r b o n a t o s de a g u a s some­ras y un c o m p l e j o arrec i fa l . L a falla a c t i v a y los e l ementos e m e r g i d o s c o n ­t i n u a r o n p r o v o c a n d o el a p o r t e de se­d imentos clásticos en los flancos de los e l ementos e m e r g i d o s . E l p lano paleo­geográ f i co del B e r r i a s i a n o — V a l a n -g i a n i a n o se m u e s t r a en la figura 5 .

E n el H a u t e r i v i a n o , persistieron las a g u a s s o m e r a s en la c u e n c a p e r m i ­t i endo el depós i to l a g u n a r de la F o r ­m a c i ó n Padil la , la cual pos ter iormente fue r e e m p l a z a d a por sed imentos clás­t icos finos d e la F o r m a c i ó n L a M u l a . El p lano paleogeográf ico p a r a este pe­r íodo se m u e s t r a en la figura 6 . El c o m p l e j o arreci fal q u e fue inic iado en el H a u t e r i v i a n o ( M á r q u e z et. a l . , 1 9 7 6 ) c o n t i n u ó c r e c i e n d o d u r a n t r e el N e o c o m i a n o , lo que or ig inó que c o n ­d ic iones l a g u n a r e s y de s a b k h a se de ­s a r r o l l a r a n d e n t r o de la c u e n c a ( F o r ­m a c i ó n L a V i r g e n ) . El p lano paleo­geográf i co del B a r r e m i a n o se m u e s ­t r a en la f igura 7. E n el A p t i a n o

69

B O L . A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

TERRÍGENOS CLÁSTICOS FINOS Y GRUESOS. ( F H S . SN MARCOS,HOSSTON, CARBONERA )

^^4=^ C A L I Z A S PACKSTONE, GRAINSTONE E INTERC. DE EVAPOfilTA.ARENISCAS ( F H . N A V A R R E T E ) TERRÍGENOS C L Á S T I C O S FINOS Y C A L I Z A S A R C I L L O S A S ( F H S . M E N C H A C A , B . V I E J O . )

I X i | C A L I Z A S A R C I L L O S A S ( F H . T A R A I S E S )

C A L I Z A S MUDSTONE ( F M . T A H A U L I P A S I N F . )

FIG.5 PLANO PALEOGEOGRAFICO DEL B E R R I A S I A N O - V A L A N G I N I A N O

7 0

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

\

=sS T E R R Í G E N O S C L Á S T I C O S F INOS ( F M S . L A S V I G A S , C A R B O N E R A )

C A L I Z A S P A C K S T O N E , G R A I N S T O N E , D O L O N I A ( F N P A D I L L A )

C A L I Z A M U D S T O N E A N H I D R I T I C O , D O L O M Í A ( F M . L A V I R G E N )

T E R R Í G E N O S C L Á S T I C O S F I N O S ( F M . L A M U L A )

F I G . - 6 -P L A N O

F A C I E S A R R E C I F A L E S ( F M . C U P I D O )

P A L E O G E O G R A F I C O D E L H A U T E R I V I A N O

7 1

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

TERRÍGENOS C L Á S T I C O S GRUESOS ( F M S . S N MARCOS,HOSSTON,CARBONERA)

- r ' - r i C A L I Z A S P A C K S T O N E . G R A I N S T O N E , D O L O M Í A S , E V A P O R I T A S ( F M . L A V I R G E N )

I f I I A R R E C I F E ( F M . C U P I D O )

J_LV~^\ B A R R E R A S O O L I T I C A S ( F M . C U P I D O )

J t I i C A L I Z A S M U D S T O N E , W A C K E S T O N E ( F M . TAMAULIPAS I N F )

F I 6 . 7 - P L A N 0 PALEOGEOGRAFICO DEL B A R R E M I A N O

72

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

1 emprano, la p l a t a f o r m a de c a r b o n a ­

tos de aguas s o m e r a s c o n t i n u ò ope ­

rando dentro de la C u e n c a de Sab i ­

nas. Los c a r b o n a t o s de p l a t a f o r m a de

la F o r m a c i ó n C u p i d o se e n c u e n t r a n

ampliamente d i s tr ibu idos en el á r e a ,

pero g r a d ú a n la t e r a l m e n t e h a c i a el

este a u n a b a r r e r a de a r r e c i f e de c o ­

rales y rudis tas . L o s e l e m e n t o s C o a ­

huila y el B u r r o p e r m a n e n c i e r o n

emergidos. E l p l a n o p a l e o g e o g r á f i c o

del Aptiano T e m p r a n o se m u e s t r a en

la figura 8 .

Para el A p t i a n o T a r d í o , un i m p o r ­

tante c a m b i o en la e v o l u a c i ó n de la

cuenca está m a r c a d o p o r un c a m b i o

abrupto en la s e d i m e n t a c i ó n entre los

carbonatos de a g u a s s o m e r a s de la

Formación C u p i d o y las lut i tas obs­

curas de a g u a s p r o f u n d a s y c a r b o n a ­

tos de la F o r m a c i ó n L a P e ñ a . El c o n ­

tacto entre estas dos f o r m a c i o n e s es

muy claro y reg iona l .

En el A l b i a n o , la s u b s i d e n c i a ter ­

motectónica e s tá r e p r e s e n t a d a p o r

una subsidencia r e g i o n a l d u r a n t e la

cual la transgres ión m a r i n a c u b r i ó los

elementos de C o a h u i l a y E l B u r r o —

Tamaulipas. C a r b o n a t o s de a g u a s so­

meras y evapor i tas se depos i taron en­

cima de las p l a t a f o r m a s de C o a h u i l a

y El Burro y c a r b o n a t o s de m a r abier­

to dentro de la c u e n c a ( f igura 9 ) .

La subsidencia de la r e g i ó n cont i ­

nuó durante el pr inc ip io del C r e t á c i ­

co Tard ío . L a s e d i m e n t a c i ó n e s tuvo

marcada por un i n c r e m e n t o p r o g r e ­

sivo de terrígenos arci l losos. El pa trón

depos i tac ional a l r e d e d o r de la reg ión

indica que el origen de los clásticos te­

rr ígenos en la C u e n c a de S a b i n a s se

ex t i ende h a c i a el oeste . El p lano pa ­

leogeográf ico del T u r o n i a n o se mues ­

t r a en la figura 1 0 . P a r a el C a m p a ­

n i a n o al M a e s t r i c h t i a n o , la c o n t i n u a

a c u m u l a c i ó n de a r e n a s , l imos y a r c i ­

llas fueron p r o g r e s i v a m e n t e transfor­

m a n d o en s o m e r a s las á r e a s de c u e n ­

c a y un s i s t ema de l ta ico fue cons tru i ­

do d e n t r o de la C u e n c a de S a b i n a s a

par t i r de e levaciones de probable ori­

gen laramídico . El plano paleogeográ­

fico de es ta é p o c a se m u e s t r a en la fi­

g u r a 1 1 . Al final de este per iodo el

á r e a e x p e r i m e n t ó u n a e m e r s i ó n im­

p o r t a n t e y la subs idenc ia t e r m i n ó .

Al final del C r e t á c i c o , el c o n j u n t o

del M e s o z o i c o S u p e r i o r fue p legado

y afal lado p o r efectos de la O r o g e n i a

L a r a m i d e . E n términos de placas tec­

tón icas , la d e f o r m a c i ó n L a r a m i d e h a

sido definida c o m o u n c a m b i o en el

m o v i m i e n t o relativo entre dos placas .

L a P l a c a F a r r a l l ó n de un m o v i m i e n ­

to lento y obl icuo , r á p i d a m e n t e con­

verg ió debajo de la P l a c a A m e r i c a n a

( C o n e y , 1 9 7 6 ) . Exist ió un asociado in­

c r e m e n t o en la pendiente de la p laca

s u b d u c c i o n a d a que c r e ó esfuerzos

compres ionales en la c o r t e z a super ior

y c o n s e c u e n t e d e f o r m a c i ó n ( C o n e y ,

1 9 7 8 ; Dickinson, 1 9 8 1 ) . D e n t r o de la

C u e n c a de Sab inas las e s t r u c t u r a s

c r e a d a s d u r a n t e este per iodo consis­

te de pliegues ant ic l inales a l a r g a d o s ,

r e l a t i v a m e n t e angos tos , d o b l e m e n t e

7 3

B O L . A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

TERRÍGENOS C L Á S T I C O S GRUESOS ( F H S . SN M A R C O S , H O S S T O N , C A R B O N E R A )

-—r C A L I Z A S W A C K E S T O N E , P A C K S T O N E , G R A I N S T O N E ( F M . C U P I D O )

X B A R R E R A C O L I T I C A ( FM C U P I D O . )

C A L I Z A S M U D S T O N E - W A C K E S T O N E ( F M . T A M A U L I P A S I N F )

FIG 8 - PLANO PALEOGEOGRAFICO DEL APTIANO T E M P R A N O .

7 4

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

^ S A M U E L E 6 U I L U Z , C O M U N I C A C I Ó N P E R S O N A L ( 1 9 8 5 )

CALIZAS WACKESTONE, PACKSTONE , 6RAINST0NE(FM. GLEN R O S E )

^Zg3 | A R R E C I F E . •

e I t

I ^ ^1 I CAL IZAS WACKSTONE, MUDSTONE ( F M . TAMAULIPAS SUP.)

DOLOMÍAS EVAPORITAS ( FM. A C A T I T A )

F I G . 9 . - P L A N O PALEOGEOGRAFICO DEL ALBIANO T E M P R A N O .

75

B O L . A S O C . M É X . G E O L . PETR.

CALIZA MUDSTONE (FM. AGUA NUEVA)

CALIZA MUDSTONE ARCILLOSO ( F M . E A G L E FORD)

I - r \ CALIZA MUDSTONE Y LUTITAS ( F M . INDIDURA)

FIG. 10 -PLANO PALEOGEOGRAFICO DEL TURONIANO.

7 6

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

L I N E A DE C O S T A M A E S T R I C H T I A N O TARDÍO

so too

-Z-r-:fi P R O D E L T A ( FM. UPSON )

X F M S . SAN MIGUEL , O L M 0 S , E S C 0 N D I D O . )

F R E N T E D E L T A I C O

.'í.VTrtrI P L A N I C I E D E L T A I C A

fIG.n.- PLANO P A L E O G E O G R A F I C O DEL C A M P A N I A N O - M A E S T R I C H T I A N O .

7 7

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

buzantes , o c a s i o n a l m e n t e b i furcados y orientados N W — S E . Sobre las pla­taformas de CoahuUa y El B u r r o las es­tructuras están m a r c a d a s por pliegues anticlinales suaves y amplios en f o r m a de domos y orientados N W — S E .

El ú l t imo evento t ec tón ico im­portante posterior a la deformación la­r a m í d i c a fue p r o d u c i d a p o r el incre ­m e n t o gradua l en la pend iente de la placa subsidente. Es te efecto causó un per iodo de l e v a n t a m i e n t o y t e c t ó n i c a extens ional ( D i c k i n s o n , o b . c i t . , 1 9 8 1 ) , la cual en el nores te de M é x i ­co pud iera ser m a n i f e s t a d a p o r u n a serie de fallas t r a n s f o r m e s descr i tas por Egu i luz ( 1 9 8 4 ) y p l e g a m e n t o s suaves ( F l o r e s , ob . c i t . ) .

ANÁLISIS DE SUBSIDENCIA

L o s sedimentos a c u m u l a d o s dentro de la C u e n c a de S a b i n a s , r e g i s t r a r o n los m o v i m i e n t o s vert ica les de la c o r ­teza ( subs idenc ia y l e v a n t a m i e n t o ) o c u r r i d o s d u r a n t e la evo luc ión de la m i s m a . L a s e c u e n c i a e s tra t igrá f i ca d e n t r o de la c u e n c a es el re su l tado de u n a serie de procesos geológicos co ­m o depositación, c o m p a c t a c i ó n , falla-m i e n t o , subs idenc ia t e r m o t e c t ó n i c a , c a r g a de s ed imentos , l e v a n t a m i e n t o y o tros . L a s técnicas de análisis c u a n ­t i tat ivo de c u e n c a s , i n t e g r a los da tos estrat igráf icos y pa leobat imétr icos in­c l u y e n d o espesores , l i tología, e d a d y c a m b i o s en el nivel del m a r p a r a re ­p r o d u c i r la subs idenc ia del piso de la

c u e n c a c o m o r e s u l t a d o de fallamien-tos iniciales, c a r g a sed imentar ia y en­f r i a m i e n t o de la c o r t e z a y manto.

E l anál is is d e subs idenc ia para la C u e n c a de Sab inas , se efectuó con da­tos del pozo I n é s — I . Geográficamen­te el pozo se local iza en la porción cen­tral del E s t a d o de C o a h u U a aproxima­d a m e n t e a 17 k m . al n o r t e de Mon­c l o v a . E s t e p o z o fue escogido para r e p r e s e n t a r a la C u e n c a de Sabinas d e b i d o a q u e e s t á l oca l i zado cerca de su d e p o c e n t r o . A d e m á s , perforó una c o l u m n a e s t r a i g r á f i c a cas i completa que fue m u e s t r e a d a c o n varios núcleos y los recor te s fueron recolectados con­t i n u a m e n t e . N i n g u n a falla importante o d i s c o r d a n c i a f u e r o n observadas en la s ecc ión .

L a e s t r a t i g r a f í a y la paleobatime­tr ía o b t e n i d a s del p o z o Inés—I se m u e s t r a n en la figura 1 2 . L o s nom­bres de los fósiles índ ice que apare­cen en la m a r g e n d e r e c h a de la gráfi­c a , fueron ut i l i zados p a r a establecer la e d a d de las u n i d a d e s . L a paleoba­t imetr ía se o b t u v o pr inc ipa lmente por análisis de litofacies. E s t a información fue u s a d a p a r a r e c o n s t r u i r la historia de s e p u l t a m i e n t o de la c u e n c a en un d i a g r a m a de g e o h i s t o r i a .

Diagrama de Gcohistoria

E n la t é c n i c a de anál is is de cuen­c a , la h i s tor ia de la s e d i m e n t a c i ó n es c o n v e n i e n t e m e n t e r e p r e s e n t a d a por un d i a g r a m a de g e o h i s t o r i a (Van

7 8

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

I N E S - 1

1 0 0 0 -

2 0 0 0 -

3 0 0 0 -

4 0 0 0 -

- I -

iz: z :

SANT. CON

T U R O . C E N O .

0 A L B .

и

A P T .

о B A R .

о

<

ь

H A U. u

V A L .

(t

B E R R . о

TIT. KIM.

TARDÍO 0 и

(0

< с MEDIO D

->

NERÍTICO B A T I A L

Va A

METROS Globotruncana sp. Pithonella sp. Pithonella fréjol

- Colomiella recto С semiloricGta,C тех.

Nannoconus trultti, N minutus a lgos ,coró les

- Orbitollna s p .

Chofatello deciplens Favreino salevensis

Colpionella alpino Colplonella ellíptica

Copas rojas

T I R A N T E DE AGUA MINIMO

FIG. 12 SECCION L I T O L O G I C A , E S T R A T I G R Á F I C A Y P A L E O B A T I M E T R I C A DEL POZO I N E S - 1

79

B O L . A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

H i n t e , 1 9 7 8 ) . El análisis de c u e n c a es

un proced imiento estratigráfico c u a n ­

t i tat ivo d o n d e la i n f o r m a c i ó n es tra t i ­

grá f i ca y p a l e o b a t i m é t r i c a c o r r e g i d a

por c o m p a c t a c i ó n de s e d i m e n t o s , es­

tá p l a s m a d a en gráf icas de t i e m p o

c o n t r a espesor . L a es trat igraf ía c u a n ­

t i ta t iva es la a s i g n a c i ó n n u m é r i c a de

e d a d en a ñ o s y p a l e o b a t i m e t r í a en

m e t r o s a unidades de la sección es tra­

t igráf ica .

L a figura 13 i lustra los c o n c e p t o s

bás icos i n v o l u c r a d o s en el anális is de

subs idenc ia de u n a c u e n c a . Al t i em­

po del per iodo 1, el b a s a m e n t o o piso

de la c u e n c a se e n c u e n t r a en la super­

ficie, c u a n d o ella a u n no h a sido c r e a ­

d a . E n el t i e m p o del p e r i o d o 2 , el ba ­

samento sufre subsidencia, permit ien­

d o q u e u n a u n i d a d de s e d i m e n t o s se

a c u m u l e . E n este c a s o , c i er to t i ran te

de a g u a p e r m a n e c e , lo q u e significa

q u e la c a n t i d a d de subs idenc ia en la

c u e n c a fue m a y o r que la a c u m u l a c i ó n

de sed imentos . E n o t r a s p a l a b r a s , la

af luencia de s ed imentos fue i n c a p a z

de l l enar la , por lo q u e es n e c e s a r i o

m a n t e n e r control en la bat imetr ía , pa­

r a es tablecer e s t imac iones prec isas de

los c a m b i o s de e levac ión sobre el pi­

so de la c u e n c a , c o n r e s p e c t o al m a r .

E n el t iempo del periodo 3 , la cuen­

c a c o n t i n u ó subs id iendo. P e r m i t i e n ­

do que o t r a u n i d a d de s e d i m e n t o s se

a c u m u l a r a . L o s p r i m e r o s sed imentos

depos i tados , se c o m p a c t a r o n en fun­

c ión de la pro fund idad de s eputa ­

m i e n t o , p o r lo que el e spesor en el

t i e m p o 3 n o es el e spesor original . Por

cons igu iene , p o r c e n t a j e s de subsiden­

c ia o b t e n i d o s c o n e s p e s o r e s c o m p a c ­

tados , subes t iman v e r d a d e r o s porcen­

tajes . P o r lo q u e , u n a c o r r e c c i ó n en

la c o m p a c t a c i ó n es n e c e s a r i a p a r a re­

d u c i r el e r r o r e n las e s t i m a c i o n e s de

los p o r c e n t a j e s p e r m i t i e n d o reprodu­

c ir la h i s tor ia de s u b s i d e n c i a precisa .

Al t i e m p o del p e r i o d o 4 o t r a uni­

d a d de sed imentos fue deposi tada. Los

s e d i m e n t o s s u b y a c e n t e s cont inúan

c o m p a c t á n d o s e p o r el c o n t i n u o sepul­

t a m i e n t o . E l i n c r e m e n t o en el t iran­

te de a g u a m o s t r a d o en este c a s o , re­

p r e s e n t a p o r c e n t a j e s de subs idencia

m a y o r e s q u e los de s e d i m e n t a c i ó n .

A s u m i e n d o q u e la c o l u m n a al t iem­

p o 5 , es la c o l u m n a a c t u a l del pozo,

los c o n c e p t o s a n t e r i o r e s son conside­

rados p a r a r e c o n s t r u i r la evolución de

la c u e n c a en f o r m a r e g r e s i v a .

E l p r o c e d i m i e n t o es q u i t a r los se­

d i m e n t o s q u e n o h a y a n sido deposi­

tados en el t i e m p o c o n s i d e r a d o , y de-

c o m p a c t a r los s e d i m e n t o s restantes .

Es tud ios b ioestrat igráf icos ( P e m e x ,

1 9 8 2 ) fueron u s a d o s p a r a d e t e r m i n a r

la e d a d de u n i d a d e s es trat igráf icas

ident i f i cadas , los fósiles índices que

fueron u s a d o s p a r a e s t a b l e c e r la edad

de las u n i d a d e s , a p a r e c e n en la figu­

r a 1 2 . P u e d e n s u r g i r d u d a s en la de­

s ignac ión de e d a d e s , d e b i d o a fauna

r e t r a b a j a d a y p r o b l e m a s surgidos con

la r e c o l e c c i ó n d e c o r t e s . S e usó la es­

c a l a de t i e m p o g e o l ó g i c o D N A G

( 1 9 8 3 ) p a r a i n t e r p o l a r y d e t e r m i n a r

80

TIEMPO-I TIEMPO-2 TIEMPO-3 TIEMPO-4 TIEMPO-5

00

í

F I G . 1 3 E F E C T O S D E L A A C U M U L A C I Ó N D E S E D I M E N T O S A T R A V É S D E L T I E M P O E N U N A C U E N C A S U B S I D E N T E . G

te

B O L . A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

la e d a d abso luta de los hor i zontes es­trat igráf icos . L a precisión en la deter­m i n a c i ó n de a lgunas edades b ioes tra­t igráf icas es d u d o s a , sin e m b a r g o la esca la h a sido u s a d a p a r a e s tab lecer la e sca la de t i empo n e c e s a r i a al no c o n t a r con o t r o m é t o d o m e j o r . P o r lo q u e las edades a s i g n a d a s , deben c o n ­s iderarse c o m o valores a p r o x i m a d o s .

Estudios paleontológicos de m i c r o -fauna bentónica , nos dan la clave p a r a la d e t e r m i n a c i ó n de p r o f u n d i d a d p a ­l eobat imétr ica por ofrecer las m e j o r e s caracter ís t icas paleoecológicas . C u a n ­do no fue disponible la d e t e r m i n a c i ó n faunis t ica , el c o n j u n t o de l i tofacies , c o m p a r a d a s con las profundidades de a g u a actua les , fueron usados p a r a es­tab lecer u n a p a l e o b a t i m e t r í a t enta t i ­v a p a r a el p o z o I n é s — 1 , la cual se m u e s t r a en la figura 1 2 .

L o s espesores ac tua l e s de las c o ­l u m n a s estrat igráf icas reg i s tradas p o r pozos , h a n sido a fec tados significati­v a m e n t e p o r la c o m p a c t a c i ó n , debi­do al s e p u t a m i e n t o p r o g r e s i v o . L a s c o l u m n a s a c t u a l e s no r e p r e s e n t a n el e spesor or ig inal al t i emo de depós i to . E v i d e n c i a s de la c o m p a c t a c i ó n , se p u e d e n o b s e r v a r p a r t i c u l a r m e n t e en rocas s o p o r t a d a s por g r a n o s c o m o c a ­lizas packstone y grainstone; incluyen d e f o r m a c i ó n y r o m p i m i e n t o de g r a ­nos , e m p a q u e y c o n t a c t o e n t r e ellos, en los cua le s p a r e c e n reflejar disolu­c ión y est i lo l i t ización ( C o o g a n a n d M a n u s , 1 9 7 5 ) . D e tal m a n e r a q u e , fue n e c e s a r i o a p l i c a r u n a c o r r e c c i ó n

p a r a la c o m p a c t a c i ó n de sedimentos, p a r a r e c o n s t r u i r a d e c u a d a m e n t e la h i s tor ia de s e d i m e n t a c i ó n y subsiden­c i a d e la c u e n c a ( f i g u r a 13) .

L a c a n t i d a d de c o m p a c t a c i ó n , fue e s t i m a d a m e d i a n t e cá lculos en la re­ducc ión de la poros idad original de los s e d i m i e n t o s . L a r e d u c c i ó n en porosi­d a d es u n p r o c e s o n o instantáneo si­n o g r a d u a l y r e l a c i o n a d o a la canti­d a d de s e d i m i e n t o s sobrepuestos. C u r v a s d e p o r o s i d a d c o n t r a profun­d i d a d , q u e ref lejan la pérd ida de po­r o s i d a d en el s u b s u e l o , h a n sido deri­v a d a s p a r a d i f erentes fitologías (Ru-bey y H u b b e r t , 1 9 5 9 ; M a g a r a , 1976; H a l l e y y S c h m ö k e r , 1 9 8 3 ) y todas si­g u e n la f ó r m u l a e x p o n e n c i a l general:

d o n d e :

i .

(1) = <j.„e--= p o r o s i d a d final. = p o r o s i d a d inicial (al tiem­

po del d e p ó s i t o . = p r o f u n d i d a d bajo nivel del

t e r r e n o en m e t r o s . = g r a d i e n t e de pérdida de

p o r o s i d a d c o n t r a pro­f u n d i d a d .

L a p o r o s i d a d inicial así como el g r a d i e n t e d e p é r d i d a de porosidad c o n t r a p r o f u n d i d a d ( c ) , fueron con­s i d e r a d o s en es te anál is is p a r a cuatro diferentes fitologías (aren i scas , lutitas, ca l i zas y d o l o m í a s ) . S u s valores fue­ron t o m a d o s de e s tud ios en sedimen-

82

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

tos actuales ( E n o s y S a w a t s k y , 1 9 8 1 ; Schmöker y H a l l e y , 1 9 8 2 ; Schol le , 1977; M a g a r a , 1 9 8 0 ) .

En el caso de a r e n i s c a s y c a r b o n a ­tos, fue n e c e s a r i o inc lu ir u n f a c t o r de cementación p a r a e x p l i c a r la r e d u c ­ción en p o r o s i d a d sin c o m p a c t a c i ó n . El criterio en la ap l i cac ión de este fac­tor se basó en el r e c o n o c i m i e n t o de rasgos d i a g n e n é t i c o s ta le s c o m o presión—^disolución, en la q u e la di­solución o c u r r e al c o n t a c t o de g r a n o s y el c e m e n t o es p r e c i p i t a d o o do lomi -tización que o c u r r e c u a n d o a g u a s con alto contenido d e m a g n e s i o l lenan los espacios p o r o s o s . E s t u d i o s de pa leo -sedimentación h e c h o s en r o c a s de la Cuenca de S a b i n a s ( M á r q u e z , 1 9 7 8 ) fueron m u y úti les p a r a r e c o n o c e r es­te tipo de r a s g o s .

L a c o m p a c t a c i ó n n o fue c o n s i d e r a ­da en e v a p o r i t a s , p u e s t o q u e n o p r e ­sentan p o r o s i d a d inic ial ; sin e m b a r ­go, hay a l g u n a e v i d e n c i a de q u e la transformación d e yeso a a n h i d r i t a por d e s h i d r a t a c i ó n r e d u c e el e spesor original ( F a i r b r i d g e , 1 9 7 6 ) .

Debido a q u e el nivel del m a r se utiliza c o m o d a t o de r e f e r e n c i a p a r a la r e c o n s t r u c c i ó n d e la h i s tor ia de la cuenca, la v a r i a c i ó n del nivel del m a r con respecto al a c t u a l , es u n p a r á m e ­tro i m p o r t a n t e . L a m a g n i t u d en los cambios del nivel del m a r a t r a v é s del tiempo sigue en d i s p u t a . V a i l et . a l . , 1977, c o n s t r u y e r o n u n a c u r v a del ni­vel del m a r g loba l , m e d i a n t e identi­ficación de p a t r o n e s de " o v e r l a p " y

" o f f l a p " . P i t m a n ( 1 9 7 8 ) , e s t i m ó los c a m b i o s en el nivel del m a r b a s á n d o ­se en cambios en el v o l u m e n de la cor­dil lera m e d i a — o c e á n i c a . Sin e m b a r ­go , p a r e c e que los c a m b i o s eustát icos a l a r g o p lazo , d e p e n d e n f u e r t e m e n t e de la flexión y subs idenc ia t e c t ó n i c a de la c o r t e z a ( W a t t s , 1 9 8 2 ; H a n d e r -bol e t . al. 1 9 8 1 ) . L a c u r v a u s a d a en este estudio es la de W a t t s y Steckler , 1 9 7 9 , y a q u e inc luyeron los efectos de subs idenc ia t e c t ó n i c a d a n d o un m e ­j o r ajuste a la c u r v a de subsidencia ex­ponenc ia l .

CARGA SEDIMENTARIA

P a r t e de la subsidencia total del pi­so de la c u e n c a se debe a la c a r g a se­d i m e n t a r i a . P a r a t o m a r en c u e n t a el peso de los sedimentos , la c o l u m n a es­t ra t igrá f i ca fue a j u s t a d a por t écn icas de " b a c k s t r i p p i n g " ( W a t t s y R y a n , 1 9 7 6 ) , el m é t o d o a s u m e el m o d e l o de isostasia de A i r y p a r a ca l cu lar la c a n ­t idad de subs idenc ia en re spues ta a u n a c a r g a específica. E l proced imien­to es r e m o v e r los efectos de la c a r g a s e d i m e n t a r i a de la subs idenc ia total , c a l c u l a n d o la profundidad del piso de la c u e n c a d e b a j o del nivel del m a r c u a n d o un intervalo de sed imentos es r e m o v i d o . El resul tado es la c a n t i d a d de subs idenc ia t e c t ó n i c a a t ravés del t i e m p o .

L a figura 14 m u e s t r a dos c o l u m ­nas b a l a n c e a d a s .

83

B O L . A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

W + S = Z + X

FIG. 14.- DIAGRAMA DE MODELO DE AIRY PARA COMPENSACIÓN ISOSTATICA EN UNA COLUMNA S E D I M E N T A R I A C A R G A D A .

8 4 ,

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

L a i zqu ierda es la c o l u m n a c a r g a ­da y cont iene los efectos del peso de los sedimentos:

W + S = z + X ( 2 )

C u a n d o están ba lanceadas , las m a ­sas de las c o l u m n a s d e b e n s u m a r s e igual hasta la profundidad de compen­s a c i ó n :

a u m e n t a n su densidad. Es por eso ne­cesario calcular la densidad promedio de los sedimentos a cualquier t i empo anter ior . E s t o se calculó med iante la siguiente ecuac ión ( W a t t s y Steckler , ob . c i t . ) :

Ps = (<j, P w + ( 1 - 4. ) P g ) T i ( 5 )

D o n d e :

Pw W + P , S = P w Z + P ^ (w S — S L — Z ) ( 3 )

resolviendo p a r a z:

Z = S ( — P s ) _ S L ( ) + W ( 4 )

P m — P w P w

P m

E n las e c u a c i o n e s , los t é rminos P m , P w y Ps son las dens idades pro ­medio del m a n t o , a g u a m a r i n a y se­d imentos , r e s p e c t i v a m e n t e , W es la profundidad del a g u a disponible pa­ra la s e d i m e n t a c i ó n , S es el espesor total de s ed imentos que exist ían en t iempos a n t e r i o r e s a la c u e n c a , esto es la c o l u m n a d e c o m p a c t a d a , Z es la profundidad b a j o el nivel del m a r en la cual el piso o c e á n i c o e s tar ía c u a n ­do la c a r g a de sed imentos es r e m o v i ­da. E n la e c u a c i ó n t a m b i é n están in­cluidos los efectos de c a r g a de a g u a debido a los c a m b i o s en el nivel del m a r ( S L ) .

L o s sedimentos al ser c o m p a c t a d o s

P g = densidad de granos T i = espesor de intervalo

4", P w y S = ya han sido definidos p r e v i a m e n t e

L a gráf ica de geohistoria o sepul­t a m i e n t o m o s t r a d a en la figura 15 es el p r o d u c t o de la técnica de análisis de subsidencia apl icada a datos pro ­venientes del pozo I n é s — 1 . L a repre­sentación gráfica del t i empo se mues ­tra sobre el eje horizontal y la de pro­fundidad sobre el eje vert ical . El dia­g r a m a m u e s t r a la subsidencia total de la C u e n c a de Sabinas c o n t r a t i empo. L a s m í n i m a s profundidades de la pa­leobat imetr ía , se m u e s t r a n en la p a r ­te superior de la gráfica por líneas ver­ticales. Los espacios verticales mostra­dos en la par te inferior de la c u r v a de subsidencia son el r a n g o de inexact i ­tud en la profundidad del a g u a . L a gráf ica m u e s t r a también la subsiden­cia t ec tón ica del pozo Inés—1 obte­nida después del " b a c k s t r i p p i n g " . L a s b a r r a s de e r r o r m o s t r a d o s en la figura, son dudas en la profundidad

85

J U R Á S I C O C R E T A C 1 C 0 T E R C 1 A R 1 C ) J •EDIO I t R D 1 0 T E U P R A N O T A a. 0 1 0 PALEO E O C E N O OLIGOCENO M I O C E N O

CM.L o x F |KI. ITITHO. BERR . |VALAN¡ HAUT |BAR. | APT | A L B I A N CENO |T|C{SA|CAUPA {UAAST. E | I A R 0 T E H P | M E D I O |TAR TEUP fTAROlO TEMP |MEDIO|lASD(0

o

I -

2

o

o <

O

ce

Q.

- | — M C , -

SUBSIDENCIA — INICIAL 1 SUBSIDENCIA T E R M O T E C T O N I C A -

-LEVANTAMIENTO Y EROSION

— OROGENIA LARAMÍDICA-

170 160 130 140 lio 120 tío 100 90 BO TO 60 30 * 0 30 20 INES-1

FCNHACIOIt

A USTI». / M e ,

usa f neo

/ M e ,

/ M e ,

M e i TUUUUPfcS

M e i

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PAOILL&

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Mei

BASUKTP T M U O

00

FIG. 15 DIAGRAMA DE GEOHISTORIA MOSTRANDO LA SUBSIDENCIA TOTAL Y LA SUBSIDENCIA TECTÓNICA

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

pa leobat imétr i ca . E l á r e a p u n t e a d a , representa la subsidencia debido al pe­so de los s ed imentos y el á r e a a c h u ­rada r e p r e s e n t a la subs idenc ia tec­tónica.

Subsidencia Tectónica

El mode lo de p lacas t ec tón icas es­tablece que p a r a la creac ión de la cor­teza o c e á n i c a , m a t e r i a l ca l iente de la astenósfera es e m p l a z a d o en el c e n t r o de e s p a r c i m i e n t o y p o s t e r i o r m e n t e acrec ionado h a c i a las p lacas a a m b o s lados de las cordi l leras o c e á n i c a s , en un proceso c o n o c i d o c o m o esparc i ­miento o c e á n i c o . Al t i empo que las placas se v a n s e p a r a n d o de la cordi ­llera oceánica , c o n t r a c c i ó n t é r m i c a de las placas oceánicas rec ientemente for­madas, p r o v o c a un incremento en sus densidades y espesores d a n d o c o m o resultado u n a subsidencia pasiva isos-tática y la formac ión de cuencas oceá­nicas ( T u r c o t t e y A h e r n , 1 9 7 7 ) .

Estudios en c u e n c a s oceán icas muestran q u e hay u n a re lac ión entre la var iac ión del flujo t é r m i c o y la ba ­t imetría del piso o c e á n i c o , c o n el in­cremento de e d a d de la c o r t e z a o c e á ­nica, que o c u r r e al separarse de las zo­nas de r u p t u r a ( S c l a t t e r y F r a n c h e -t e a u , 1 9 7 0 ) . B a s á n d o s e en la topografía de la cord i l l era o c e á n i c a , Parson y S c l a t t e r ( 1 9 7 7 ) e n c o n t r a r o n una re lac ión lineal e n t r e la subsiden­cia y la raíz c u a d r a d a del t i empo du­rante los p r i m e r o s 6 0 a 7 0 m . a . de

subsidencia, y u n a curva de subsiden­c ia exponenc ia l p a r a el piso oceán ico de edad más ant igua. Subsidencia ex­ponencial parec ida h a sido observa­d a p a r a m á r g e n e s c o n t i n e n t a l e s (Sleep, 1 9 7 1 ; Steckler y W a t t s , 1 9 7 9 ; R o y d e n y K e e n , 1 9 8 0 ) y otras cuen­cas ( R o y d e n et. a l . , 1 9 8 3 ; Sc later et. al. 1 9 8 0 ) .

El mode lo de M c k e n z i e (ob . c i t . ) para el desarrollo de cuencas sedimen­tarias se m u e s t r a en la figura 16 . E n este modelo de es t i ramiento , la litos­fera de espesor original ( 1 ) al t i empo = O es r e e m p l a z a d a por un factor B

p a r a producir u n a subsidencia inicial controlada por falla. E n términos rea­les, J a r v i s y M c k e n z i e ( 1 9 8 0 ) han m o s t r a d o que el e s t i ramiento instan­táneo puede ser u n a suposición razo­nable dondequiera que la duración de extensión sea m e n o r de 2 5 m . a . L a extensión causa que corrientes de m a ­terial caliente de la estenósfera ascien­dan c r e a n d o u n a a n o m a l í a t é r m i c a . Al t i empo = OO la a n o m a l í a t érmica decae por conducc ión , produc iendo e n g r o s a m i e n t o de la litosfera y subsi­denc ia contro lada t é r m i c a m e n t e . E s ­te proceso permite la formación de la c u e n c a . L a magni tud de la subsiden­cia inicial, la subsidencia c o n t r o l a d a t é r m i c a m e n t e y el flujo térmico están en función de la cant idad de est ira­miento ( B ) de la cor teza ( M c k e n s i e , ob . c i t . ) . ( V e r apéndice ) .

B a s a d o en este concepto , la subsi­denc ia tec tónica en la C u e n c a de Sa-

87

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

CONDICIONES I N I C I A L E S

L I T O S F E R A

/ / / / / / / / / / / A S T E N Ó S F E R A

O T IOOO°c

D I S T E N S I O N t = 0 B a

Î l / B

l

o T IOOO°c I I I

E N F R I A M I E N T O

n r m

^/////.

t = 0 0 T l O O C c -1 1 I

^ V 7 7 7 7 7 7 7 7

D E S P U É S D E M c K E A / Z / E , /978.

FIG.16 . DIAGRAMA MOSTRANDO EL MODELO DE E S T I R A M I E N T O PARA L A D I S T E N S I O N DE L A C O R T E Z A Y S U B S I D E N C I A .

8 8

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

binas p u e d e e s tar r e s u m i d a en dos principales fases: ( 1 ) subs idenc ia ini­cial y ( 2 ) subs idenc ia t e r m o t e c t ó n i c a (figura 1 5 ) .

L a subs idenc ia inicial o subsiden­cia c o n t r o l a d a p o r falla, se p r o d u c e c u a n d o la l i tosfera se a d e l g a z a y es reemplazada por corr ientes ascenden­tes pasivas de m a t e r i a l ca l iente de la estenósfera. L a t e c t ó n i c a ex tens iona l durante este p e r í o d o t iene rasgos es­tructurales y sed imento lóg icos c a r a c ­terísticos. C u a n d o la extens ión se pre­senta, el deb i l i t amiento en la c o r t e z a se manifiesta p o r la f o r m a c i ó n de gra ­bens y horsts y fa l lamiento l ístrico. Los s ed imentos son g e n e r a l m e n t e clásticos t e r r í g e n o s d e r i v a d o s local-mente y depositados r á p i d a m e n t e . E n la C u e n c a de Sabinas este periodo pa­rece h a b e r d u r a d o c e r c a de 2 0 m . a .

L a segunda fase importante de sub­sidencia es la subs idenc ia t e r m o t e c t ó ­nica, la cua l se debe al e n f r i a m i e n t o pasivo de la c o r t e z a y del m a n t o su­perior h a c i a el equil ibrio t é r m i c o . E n la C u e n c a de S a b i n a s la e t a p a inicial de esta fase p a r e c e h a b e r sido modi ­ficada o c o n t r o l a d a l o c a l m e n t e por el m o v i m i e n t o de fallas ac t ivas s i tuadas en las m á r g e n e s de los e l e m e n t o s de Coahui la y El B u r r o . L a s facies de de­pósito de las s e c u e n c i a s del C r e t á c i c o Super ior fueron g o b e r n a d a s p o r esta tectónica: c a r b o n a t o s de a g u a s some­ras en el c e n t r o de la c u e n c a y sedi­mientos c lást icos t err ígenos en las m á r g e n e s de los e l e m e n t o s posit ivos.

E s t a e t a p a inicial de subsidencia tec­tón ica d u r ó a lrededor de 2 5 m . a . en la C u e n c a de Sabinas. D u r a n t e la eta­p a final de la subsidencia t e r m o t e c t ó ­n ica , los m o v i m i e n t o s a lo largo de la falla t e r m i n a r o n y las facies sedimen­tarias se extendieron reg ionalmente a través de los e l ementos e m e r g i d o s .

L a subs idencia de la c u e n c a finali­zó c u a n d o toda la región e x p e r i m e n ­tó l e v a n t a m i e n t o y d e f o r m a c i ó n de­bido a los efectos de la O r o g e n i a L a ­r a m i d e c u y a d u r a c i ó n ha sido defini­d a en t i empo de 4 0 m . a . a 8 0 m . a . ( C o n e y , o b . c i t . , 1 9 7 6 ) .

E n c u e n c a s f o r m a d a s por disten­sión, el factor de est iramiento ( B ) con­trola la cantidad de subsidencia y flujo t é r m i c o a t ravés del t i e m p . El proce ­d imiento siguiente fue uti l izado p a r a ca l cu lar el factor B de la C u e n c a de Sabinas en la local ización del pozo I n é s — 1 . U n a vez que los c o m p o n e n ­tes de subsidencia a c u m u a d o s por la c a r g a s ed imentar ia han sido e l imina­dos de la c o l u m n a , la subsidencia res­tante o subsidencia tectónica fue c o m ­p a r a d a con un conjunto de c u r v a s de subsidencia p a r a diferentes vaüores de ( B ) generados con las fórmulas de Mckinz i e ( o b . c i t . ) .

L a figura 17 es u n a gráfica de la subsidencia tec tónica p a r a el pozo I n é s — 1 obten ida después del " b a c k -s tr ip ing" a través del t i empo . L a fi­g u r a m u e s t r a la subsidencia c o n t r o ­lada por falla y la subsidencia t e r m o -tectónica. Sobre el á r e a producida por

89

J u R A S I C 0 c R E T A C 1 C O

MEDIO T A R D 1 0 T E M P R A N 0 T A R D I 0 T

e 1 CALL 0 I F 1 K 1 I T 1 T K 0 fi E R R I VAL A N H A U T 1 BAR 1 ART | A L S 1 A K 0 C E I i a | T { { s « { c i l l P A I I H A A S T

i

FIG, 17 CURVAS DE SUBSIDENCIA TACTONICA OBTENIDAS DESPUÉS DE " BASKSTRIPPWG' EN L A S OUE HAN S C O MARCADAS L A S CURVAS DE SUBSIDENCIA

PREOECIDA PARA DIFERENTES «LORES D£ B.

S U B S I D E N C I A

S U B S I D E N C I A

T E R M O T E C T Ó N I C A

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

efectos t ermotec tón icos h a n sido m a r ­cadas tres c u r v a s de subs idenc ia ter­motec tón ica p r o n o s t i c a d a s . C o m p a ­rando las c u r v a s de subs idenc ia p a r a las betas d a d a s , la c u r v a de subsiden­cia t e r m o t e c t ó n i c a o b t e n i d a después del " b a c k s t r i p p i n g " p a r e c e co inc idir mejor con b e t a = 1 . 6 .

HISTORIA T E R M I C A

L a generac ión de h i d r o c a r b u r o s lí­quidos proven ientes de la m a t e r i a or ­gánica p r e s e r v a d a en los s ed imentos , es en par te deb ida al p r o c e s o de m e ­tamorfismo orgánico o m a d u r a c i ó n de la mater ia o r g á n i c a . E l proceso de al­teración t é r m i c a o c u r r e d u r a n t e la se­d imentac ión y subs idenc ia en u n a cuenca. A u n q u e var ios factores con­tribuyen a la t rans formación de la m a ­teria o r g á n i c a , las r e a c c i o n e s qu ími ­cas para la generac ión de h i d r o c a r b u ­ros depende pr inc ipalmente de la tem­peratura y durac ión del ca lentamiento (Tissot et. a l . , o b . c i t . ) .

U n o de los objetivos principales del análisis de c u e n c a , es d e d u c i r la his­toria de t e m p e r a t u r a de la c o l u m n a sedimentaria. L a historia t é r m i c a que los estratos s e d i m e n t a r i o s h a n expe ­r imentado d u r a n t e la evo luc ión de la cuenca, esa d i r e c t a m e n t e re lac ionada al flujo t é r m i c o p r o v e n i e n t e del inte­rior de la t i e r r a , a los i n c r e m e n t o s de profundidad de s e p u l t a m i e n t o c o n el tiempo y a la m a n e r a de t rans feren­cia de ca lor , el cua l en la m a y o r í a de

las c u e n c a s sed imentar ias , es predo­m i n a n t e c o n d u c t i v o . L o s p r i m e r o s dos factores responden al porcenta je de enfr iamiento de la estenósfera en u n a c u e n c a subsidente t é r m i c a m e n ­te c o n t r o l a d a .

E n cuencas antiguas c o m o la de Sa­binas , las med idas de fiujos t érmicos actuales no son relevantes p a r a deter­m i n a r paleotemperaturas . Sin e m b a r ­go, la evolución del fiujo térmico y los porcentajes de subsidencia pronost i ­cados por un modelo extens ional , pueden ser usados p a r a d e t e r m i a n a r las p a l e o t e m p e r a t u r a s y predec ir el g r a d o de m a d u r a c i ó n t é r m i c a en ho­rizontes s ed imentar ios específicos ( R o y d e n et . a l . , 1 9 8 0 ) .

T o m a n d o en c u e n t a que la C u e n ­c a de Sab inas tiene un origen exten­sional, tres procedimientos fueron em­pleados p a r a d e t e r m i n a r el g r a d o de m a d u r a c i ó n t é r m i c a de la mater ia or­g á n i c a en los es tratos sedimentar ios: ( 1 ) el factor de e s t i ramiento ( B ) fue de terminado por el método de "back­s tr ipping"; ( 2 ) el factor beta predijo el flujo de ca lor c o n t r a t iempo y así las p a l e o t e m p e r a t u r a s p a r a horizon­tes estrat igráf icos específicos y ( 3 ) los valores de p a l e o t e m p e r a t u r a s fueron usados en el cálculo del índice de m a ­d u r e z t i e m p o — t e m p e r a t u r a ( I T T ) ( W a p l e s , ob . c i t . ) .

El flujo t é r m i c o pronos t i cado por el modelo extensional fue usado en la ecuación de R o y d e n et. a l . , 1 9 8 0 , pa­r a ob tener las p a l e o t e m p e r a t u r a s de

9 1

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

un horizonte sedimentar io a la p r o ­fundidad Z .

T = T .

donde:

J Q . ( t ) K

dz ( 6 )

T = t e m p e r a t u r a T j = t e m p e r a t u r a en la su­

perficie Z = profundidad Q ( 4 ) flujo térmico K = conduct iv idad t é r m i c a de

sedimentos

L a ecuación ha sido modif icada dando un valor constante de la con­ductividad térmica de sedimentos pa­r a m a n t e n e r simplicidad en las e c u a ­ciones. L a conduct ividad t érmica fue cons iderada invariable con el incre­m e n t o de t e m p e r a t u r a y poros idad. L a contribución a la generación de ca­lor por el deca imiento radiact ivo no fue cons iderado. El flujo t érmico (QíO) f'J^ calculado mediante la ecua­ción ( 5 ) del apéndice , util izando B = 1 .6 , valor de extensión que fue dedu­cido p a r a la C u e n c a de Sabinas . Se a s u m e que el flujo t é r m i c o no v a r i a con la profundidad (Turcot te y A h e m , ob . c i t . ) . L a historia de t e m p e r a t u r a ca lcu lada se m u e s r a en la figura 18 .

L a historia de m a d u r a c i ó n térmi­c a de la c u e n c a , involucró el análisis

del intercalo de t iempo durante el cual los sed imentos están sujetos a varias t e m p e r a t u r a s . L o p a t i n ( 1 9 7 1 ) , Con-n a n ( 1 9 7 4 ) y W a p l e s ( o b . c i t . ) han m o s t r a d o u n a re lac ión p a r a calcular el g r a d o de m a d u r a c i ó n t érmica de la m a t e r i a o r g á n i c a presente en los se­d imentos , b a s a d a en la relación t i e m p o — t e m p e r a t u r a . Experimental -m e n t e el p o r c e n t a j e de reacc ión para la a l terac ión t é r m i c a de sedimientos o r g á n i c o s , se dupl ica por c a d a 1 0 ° C de i n c r e m e n t o en la t e m p e r a t u r a . T e ó r i c a m e n t e , H o o d et. a l . , 1 9 7 5 , mostró que sus aproximaciones siguen la e c u a c i ó n de A r r h e n i u s .

L o s va lores de m a d u r a c i ó n térmi­c a en la C u e n c a de Sab inas , se obtu­vieron utilizamdo la siguiente ecuación de W a p l e s ( o b . c i t . ) .

I T T 2" A T n (7)

D o n d e n min y n m á x son los va­lores de t e m p e r a t u r a s m á s alta y más baja del intervalo ana l i zado y T n es el t iempo que t a r d a el intervalo en in­c r e m e n t a r la t e m p e r a t u r a en 1 0 ° C .

L a s paleotemperaturas usadas en la ecuac ión y que a p a r e c e n en la figura 18 fueron las pronos t i cadas median­te el mode lo extens ional .

L o s valores de I T T fueron conver­tidos al de refracción de vitrinita usan-

92

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

T A B L A 1

C O R R E L A C I Ó N D E L I N D I C E D E T I E M P O — T E M P E R A T U R A ( I T T ) C O N R E F L E C T A N C I A D E V I T R I N I T A ( R o )

R o I T T R o I T T

0 . 3 0 1 1 . 3 6 1 8 0

0 . 4 0 1 1 . 3 9 2 0 0

0 . 5 0 3 1 . 4 6 2 6 0

0 . 5 5 7 1 . 5 0 3 0 0

0.60 10 1 .62 3 7 0

0.65 15 1 . 7 5 5 0 0

0 . 7 0 20 1 .87 6 5 0

0 . 7 7 30 2 . 0 0 9 0 0

0 . 8 5 40 2 . 2 5 1 , 6 0 0

0 . 9 3 56 2 . 5 0 2,700

1 . 0 0 75 2 . 7 5 4 , 0 0 0

1 .07 92 3 . 0 0 6 , 0 0 0

1 . 1 5 110 3 . 2 5 9 , 0 0 0

1 . 1 9 120 3 . 5 0 1 2 , 0 0 0

1 .22 130 4 . 0 0 2 3 , 0 0 0

1 . 2 6 140 4 . 5 0 4 2 , 0 0 0

1 . 3 0 150 5 . 0 0 8 5 , 0 0 0

9 3

BOL. ASOC. M É X . G E O L . PETR.

do la tabla de corre lac ión de W a p l e s

(op . c i t . ) ( tabla 1) . Estos valores de

m a d u r a c i ó n fueron usados p a r a re ­

construir la historia t érmica de la m a ­

teria orgán ica .

L a figura 18 mues tra la historia de

maduración de la C u e n c a de Sabinas.

Los resultados del análisis indican que

la cuenca no estuvo en condiciones de

generar h idrocarburos sino hasta ha­

ce a p r o x i m a d a m e n t e 140 m . a .

Estudios geoquímicos en rocas de

la C u e n c a de Sabinas ( V a n Del inder

y Holguin, 1 9 8 1 ) , indican que las for­

maciones L a Cas i ta y L a P e ñ a son las

mejores rocas generadoras ( K i m m e ­

r idgiano—Tithoniano y Apt iano) por

su alto contenido de c a r b ó n orgáni ­

co. L a historia de sepultamiento de es­

tas formaciones se muestran con la zo­

na de generac ión de aceite en la figu­

ra 18.

C o m o se indicó en la figura, la ge­

neración de aceite en la Formac ión L a

Cas i ta empezó a p r o x i m a d a m e n t e ha­

ce 120 m . a . c u a n d o esta unidad en­

tró en la zona de generac ión de acei­

te, mientras que en la F o r m a c i ó n L a

P e ñ a se pronost ica haber e m p e z a d o

a generar hidrocarburos hace unos 70

m . a .

L a F o r m a c i ó n L a C a s i t a dejó la

ventana del aceite hace 9 8 m . a . y con­

tinuó sepultándose hasta a lcanzar ni­

veles altos de m a d u r a c i ó n . P o r lo que

se pronost ica producc ión principal­

mente de m e t a n o p a r a los yac imien­

tos generados por esta unidad. El acei­

te generado por la F o r m a c i ó n L a Ca­

sita d u r a n t e el intervalo de 120 m.a.

a 9 8 m . a . , tuvo suficiente t iempo pa­

r a m i g r a r y perderse antes de que se

c r e a r a n las t r a m p a s estructurales du­

rante la d e f o r m a c i ó n l a r a m d i c a (ha­

ce a p r o x i m a d a m e n t e 6 5 m . a . ) .

L a c u r v a de sepul tamiento de la

F o r m a c i ó n L a P e ñ a indica que se

m a n t u v o por largo periodo dentro de

la zona de generac ión de aceite sin al­

c a n z a r niveles altos de madurac ión .

Sin e m b a r g o , no se h a n encontrado

manifes tac iones de acei te en interva­

los a r r i b a de la F o r m a c i ó n L a Peña

(a excepc ión del á r e a sur de Piedras

N e g r a s ) . L a ausenc ia de hidrocarbu­

ros provenientes de la F o r m a c i ó n L a

P e ñ a puede atr ibuirse a que las con­

diciones de a c u m u l a c i ó n han sido ad­

versas ya que no existen buenas ro­

cas a c u m u l a d o r a s a d e m á s de que ge­

n e r a l m e n t e se e n c u e n t r a n expuestas

y sin r o c a sello.

L a producción de hidrocarburos en

la C u e n c a de Sabinas es casi comple­

t a m e n t e de gas y en niveles abajo de

la F o r a m a c i ó n L a P e ñ a y por consi­

guiente compat ib l e con la interpreta­

ción g e o q u í m i c a .

APLICACIÓN A LA EXPLORACIÓN PETROLERA

L a acumulac ión de aceite y gas son

el resul tado de u n a serie de procesos

94

> 5KCI0N PEROIM fOR EROSION

' ^' '̂ °*'<' LA HISTORIA 0£ LA

< 0

с 2

00

BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

geológicos que ocurr ieron durante la historia de u n a c u e n c a sedimentar ia . El mater ia l orgán ico , c o m o parte de los sedimientos, es progres ivamente a c u m u l a d o y sepultado durante la subsidencia de la c u e n c a . Al t i empo que la c a p a sedimentar ia es sepulta­da , existe un incremento de t empe­r a t u r a que afecta al mater ia l orgáni ­co , el cual bajo u n a m a d u r a c i ó n sufi­ciente podrá generar h idrocarburos . U n a vez que los hidrocarburos son ex­pulsados de las capas generadoras , pueden migrar y acumularse en t r a m ­pas.

El análisis de la subsidencia de cuencas permite en muchos casos, es­t i m a r el estado de m a d u r a c i ó n de la r o c a g e n e r a d o r a .

El modelo discutido aquí es usado en la siguiente secuencia:

• El análisis de geohistoria, nos da la reconstrucc ión de sedimenta­ción y subsidencia de la c u e n c a a través del t i empo.

• E n cuencas formadas por exten­sión, el modelo t ermotec tón ico reconstruye la historia del flujo térmico y así, las pa leotempera­turas de la c u e n c a sedimentar ia crec iente .

• L a historia de la t e m p e r a t u r a a cualquier nivel de la co lumna se­d i m e n t a r i a , es acop lada con el índice de m a d u r a c i ó n t i e m p o — t e m p e r a t u r a ( I T T ) del mater ia l

o r g a n i c o . • El m o d e l o de m a d u r a c i ó n per­

mite d e t e r m i n a r la ventana de generac ión de aceite a través del t i empo .

E l análisis de la in formación dada por el mode lo , nos p r o p o r c i o n a im­portantes p a r á m e t r o s concernientes a la exp lorac ión pe tro lera: Algunas de las principales apl icac iones son bre­v e m e n t e descr i tas:

• El e s tado de m a d u r a c i ó n de la m a t e r i a o r g á n i c a . E s t o significa que se h a y a a l c a n z a d o o no la m a d u r a c i ó n t é r m i c a en la roca g e n e r a d o r a .

• T i e m p o de generac ión de hidro­c a r b u r o s . L o s va lores de madu­ración t érmica ( I T T ) para la ini­ciación y el final de la generación de h i d r o c a r b u r o s , pueden ser de terminados en el d i a g r a m a de geohis tor ia , p a r a definir la ven­t a n a de generac ión de aceite pa­r a la secc ión c o m p l e t a a través del t i e m p o . L a iniciación de la generac ión es c u a n d o u n a roca g e n e r a d o r a e n t r a a la zona de la v e n t a n a del ace i te , figura 18.

• E l t i e m p o t r a n s c u r r i d o entre la generac ión de ace i te y su posi­ble a c u m u l a c i ó n en t rampas . U n a vez q u e el t i empo de gene­rac ión se c o n o c e , este puede ser c o m p a r a d o con el t iempo de for­mac ión de altos estructurales, los

96

V O L . X X X V I , N U M . 2 , 1 9 8 4

cuales p u e d e n c a p t u r a r los hi- • d r o c a r l i u r o s m i g r a d o s . P r o f u n d i d a d a la cual y a n o es posible e n c o n t r a r h idrocarburos . B a s a d o s en el perfil de m a d u r a ­ción t é r m i c a es posible o b t e n e r la p r o f u n d i d a d de g e n e r a c i ó n , p r e s e r v a c i ó n y d e s t r u c c i ó n del petró leo .

A P É N D I C E

L o s valores de m a d u r a c i ó n con­j u n t a m e n t e con los de c a r b o n o orgán ico , pueden ser usados pa­r a d e t e r m i n a r la cant idad de hi­d r o c a r b u r o s que pueden ser es­perados de la r o c a g e n e r a d o r a a cua lquier t i empo en la c u e n c a ( W e l t e y Y u k l e r , 1 9 8 0 ) .

E n el m o d e l o e x t e n s i o n a l de Mckenz ie ( o p . c i t . ) u t i l i zado a q u í , la subsidencia inicial e s ta d a d a por:

a (( P o — P e ) te (1 — a T te ) — a T P ) ( 1 — _ 1 _ ) a a 2 B

P o ( 1 — a T ) — P w donde: a = 1 2 5 K m Po = 3 . 3 3 g c m 3 Pe = . 8 gcm^ Pw = 1 .03 g c m 3 T e = 3 1 . 2 K m a = 3 . 2 8 x 10-5OC-1 T = 1 3 5 0 ° C y = 6 2 . 8 m . a . A = 7 . 5 x 10-3 C a l c m ' ° C t = B =

( 1 )

E s p e s o r de litosfera D e n s i d a d del m a n t o D e n s i d a d del cont inente D e n s i d a d del a g u a E s p e s o r de la c o r t e z a Coef ic iente de e x p a n s i ó n t é r m i c a T e m p e r a t u r a del m a n t o super ior C o n s t a n t e de d e c a i m i e n t o t é r m i c o C o n d u c t i v i d a d t é r m i c a de la l itosfera T i e m p o B e t a ( F a c t o r de e s t i r a m i e n t o )

L a subs idenc ia t e r m o t e c t ó n i c a esta d a d a por:

St = e (o ) — e ( t ) e(t) Q E o r e x p ( — t / r )

4 a P o a T E o =

n2 ( P o — P w )

( 2 ) ( 3 )

( 4 )

El flujo t é r m i c o p a r a t

K T

Q í t ) = [1

3 0 m . a . se calcula med iante la siguiente expres ión .

2 r e x p ( — t / y ) ] ( 5 )

donde: r = (B / r r ) sin (TT/B) (6)

97

BOL. ASOC. М Е Х . GEOL. PETR.

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