Estilos y Etapas de Deformación que Desarrollaron Trampas ......Con la finalidad de conocer los...

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Estilos y Etapas de Deformaciónque Desarrollaron Trampas Estructuralesen el Sector Centro-Oriental de la Cuenca

de Sabinas, Coahuila, México

Resumen

El análisis de la restauración secuencial en el sector centro-oriental de la Cuenca de Sabinas, sugiere la pre-sencia de tres estilos de deformación definidos en tres etapas:

Etapa 1.- Deformación halocinética del Calloviano-Oxfordiano desarrollando ‘‘pillows’’ y minicuen-cas en las secuencias del Jurásico Superior, Barremiano y Cenomaniano Sup-Santoniano. Etapa 2.- Por tectónica contraccional con pliegues de cobertera, y Etapa 3.- Pliegues de basamento (fondo) deformando a toda la columna Mesozoica producto de reactivación de fallas de basamento. Estas etapas de deformación marcan las diferencias en los estilos de las trampas estructurales y en los ‘‘plays’’ fracturados de la Cuenca de Sabinas.

INTRODUCCIÓN

Con la finalidad de conocer los estilos de los pliegues y las etapas de deformación presentes en el Sector Centro-Oriental de la Cuenca de Sabinas se realizó una restauración secuencial de la Sección Geológi-ca I-I’ (Figs. 1 y 2A), usando el software 2D MOVE, considerando la descompactación, el ajuste paleoba-timétrico e isostático en cada una de las unidades es-tratigráficas de la sección (Fig. 2B). Esta restauración se apoyó en información Sísmica 2D y de pozos de PEMEX.

Pocos trabajos se han realizado para expli-car las diferencias entre los estilos de plegamiento y las etapas de deformación en la Cuenca de Sabinas. Numerosos trabajos de cartografía geológica en las décadas 70 y 80’s (Charleston, 1973; Zwanzinger,

1976; Márquez Domínguez, 1979; Arellano Vázquez, 1980; Facultad de Ingeniería, 1983; y Padilla y Sán-chez, 1986; entre otros) utilizaron técnicas de análi-sis estructural básico para reconstruir las geometrías superficiales de rocas cretácicas y jurásicas sin con-siderar las diferencias estructurales entre los diversos sectores de la cuenca. Core Laboratories (1981) y Peterson-Rodríguez (2003a y 2003b) analizaron las fracturas asociadas a los pliegues estableciendo las etapas de generación de fracturas en sistemas ple-gados. Eguiluz De Antuñano (2001) utilizó modelos angulares regionales en el Golfo de Sabinas para los pliegues de despegue en el Jurásico y Cretácico. Pro-puso que el Anticlinal de Menchaca corresponde a un pliegue de flexión de falla ‘‘fault-bend fold’’ in-volucrando al basamento; sin embargo, aquí se pro-pone una nueva interpretación (Fig. 3). Vega Vera y Perrilliat (1989) identificaron fauna en el área sur

Rolando H. Peterson Rodríguez, Mario Aranda García y Adalberto J. Alvarado Céspedes

Activo Regional de Exploración Norte.

Boletín de la Asociación Mexicana de Geólogos

Petroleros, A.C.Junio 2010, Volumen 55,

No. 1, pp. 71-77

Boletín de la Asociación Mexicana de Geólogos Petroleros, A.C.Volumen 54, No. 1, Enero, 2009, pp. 71-77

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Figura 1.- Imagen de radar mostrando la localización de la Sección Regional I-I’, y los estilos estructurales de deformación en la Cuenca de Sabinas. E-A 2001: Sección de Eguiluz-De Antuñano, 2001. AB: Zona de altos de Basamento, PF: Zona de pliegues de fondo, PC-J: Zona de pliegues de cobertera con despegue en Jurásico, PC-K: Zona de pliegues de cobertera con despegue en Cretácico, IG: Intrusivos ígneos, DB: Derrame de basaltos. M: Cd. de Monclova.

0 20 km

del Golfo de Sabinas en los límites con la Sierra Madre Oriental (SMO), sugiriendo que la edad de la deformación Laramídica es Eoceno Superior. Chávez-Cabello (2005) estudió la deformación y el

magmatismo Cenozoico en el sur de la Cuenca de Sabinas proponiendo una edad de Eoceno Tardío para el fin del evento Laramídico. Pro-pone la reactivación de fallas de basamento en

Rolando H. Peterson Rodríguez et al.

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P. OBALLOSP. CHICHARRAP. SAN BLASP. CRISTOP. MENCHACA

P. OBALLOSP. CHICHARRAP. SAN BLASP. CRISTOP. MENCHACA

0 10 km

Figura 2.- A) Sección Geológica I-I’ mostrando los estilos de deformación. B) Columna Estratigráfica de la Sección I-I’

Figura 3 E-A, 2001.- Sección al norte de la Sección I-I’ (Fig. 1) se propone al Anticlinal de Menchaca como un pliegue de fondo por propagación de falla “Basement Involved Fault-Propagation Fold” (modificado de Eguiluz De Antuñano, 2001).

una etapa posterior al desarrollo de los pliegues laramídicos. El análisis estructural elaborado en el pre-sente estudio para el área de la Cuenca de Sabinas utilizando la técnica de restauración secuencial de secciones geológicas, tiene el objetivo de entender los estilos y etapas de deformación registradas en las trampas estructurales de hidrocarburos, atendien-do el detalle de la cronoestratigrafía para identificar los elementos y procesos del sistema petrolero en la cuenca a través del modelado integral de cuencas.

ESTILOS DE DEFORMACIÓN

En la Sección I-I’ (Fig. 2A) se identificaron tres estilos de deformación:

a) Estilo 1.- Corresponde a una deformación halocinética desarrollando ‘‘pillows’’ y minicuencas. b) Estilo 2.- Corresponde a pliegues de co-bertera identificando dos niveles de despegue, el más profundo son las evaporitas jurásicas y el más somero son las evaporitas del Barremiano.

Estilos y Etapas de Deformación que Desarrollaron Trampas Estructurales en el Sector . . .

74 c) Estilo 3.- Pliegues por inversión de basa-mento (Figs. 2A y 3).

ETAPAS DE DEFORMACIÓN

En la Sección I-I’ (Figs. 4 y 5) se observaron tres etapas de deformación registradas en la secuen-cia estratigráfica:

Etapa 1.- Movimientos de sal. Etapa 2.- Tectónica contraccional de cober-tera. Etapa 3.- Tectónica contraccional de basa-mento.

Etapa 1 (E1) Movimientos de Sal

Esta etapa de deformación se relaciona a movimientos de sal, de edad Calloviano-Oxfordia-no, depositada sobre fosas o ‘‘grabens’’ jurásicos re-lacionados a la apertura del Golfo de México. Esta deformación, sin-sedimentaria en este sector, se de-

Figura 4.- Etapa 1.- Movimientos de sal durante: A) el Oxfordiano-Tithoniano (OT); B) el Barremiano (B); y C) el Cenomaniano Sup-Santoniano (CS). Se observan ‘‘pillows’’ de sal que deforman la secuencia estra-tigráfica. Obsérvese los cambios en el espesor de las secuencias OT, B y CS indicando la generación de minicuencas por el desarrollo de ‘‘pi-llows’’ de sal.

sarrolló durante el Jurásico Superior, Barremiano y Cenomaniano Sup-Santoniano (Fig. 4). La evidencia de la E1 en la Sección I-I’ es esencialmente estratigráfica, y corresponde al cambio de espesor en las secuencias del Jurásico Superior, Barremiano y del Cenomaniano Sup-Santoniano entre los pliegues de Pirineo y Oballos. Este cambio de espesor sugiere que fue originado por el desarro-llo de ‘‘pillows’’ de sal creando minicuencas (Figs. 1 y 4). Esta Etapa 1 de deformación coincide con el evento reportado por Lawton et al. (2001) en la Cuenca La Popa, asociado a movimientos de sal durante el Aptiano-Cenomaniano. El movimiento de la sal pudo haberse originado por flotabilidad ‘‘buoyancy’’ y/o por movimientos halotectónicos: deslizamiento gravitacional, extensión o contracción. Sin embargo, no es fácil definir el origen de las es-tructuras salinas en la Sección 2D donde la Etapa 2 está sobrepuesta a la Etapa 1; además, este tipo de estructura actualmente no está preservada como tal quedando solamente relictos de adelgazamiento estratigráfico como evidencia de ésta.


75Etapa 2.- Tectónica de Cobertera yEtapa 3.- Tectónica de Fondo

Estas etapas de deformación están definidas por el evento contraccional Laramídico. La edad de este evento ha sido estudiada por varios autores. Vega Vera y Perrilliat (1989) fecharon con paleonto-logía los sedimentos deformados del Grupo Difunta, en la Cuenca La Popa, estableciendo una edad de Eoceno Medio para el evento Laramídico. Eguiluz De Antuñano (2001) propone una edad de Eoce-no Tardío para el fin del evento Laramídico en la porción oriental de la SMO afectando las facies de las formaciones Yegua y Jackson en la Cuenca de Burgos. Chávez Cabello (2005) propone una edad de 41-39 Ma (Eoceno Tardío) para la culminación del evento Laramídico, analizando relaciones de em-plazamiento y deformación regional en el Cinturón de Intrusivos Candela-Monclova.

Figura 5.- D) Etapa pre-cinemática a las etapa 2 y 3. El área punteada indica la zona deformada por la E1. E) Etapa 2, tectónica contraccional de cobertera (TC). Se formaron los Pliegues de Oballos (PO) y de Piri-neo (PP) con despegue en la base de la sal jurásica. F) Etapa 3, tectónica contraccional de fondo (TF). Se formó el pliegue de Monclova-Buena Suerte (MBS). Obsérvese que los ‘‘pillows’’ de sal han desaparecido y ahora se ubican formando los núcleos de PO y PP.

Etapa 2 (E2).- Tectónica de Cobertera

El plegamiento contraccional de coberte-ra ‘‘thin-skin’’ presenta dos niveles de despegue; el más profundo es un nivel de despegue regional en la Cuenca de Sabinas, corresponde a la base de la sal Jurásica del Calloviano-Oxfordiano (Fig. 5E). El nivel somero corresponde a la base de la sal cretáci-ca del Barremiano restringido a las zonas donde está presente la Formación La Virgen (Fig. 5E). Los pliegues de Oballos (PO) y Pirineo (PP) corresponden a pliegues de cobertera con despegue en la sal jurásica (Fig. 5E), concentrando un espesor grueso de sal en los núcleos de estos pliegues. El Plie-gue de Pirineo presenta fallas inversas tardías en am-bos flancos de la estructura, típico de estructuras an-ticlinales ‘‘pop up’’. Los pliegues formados sobre las evaporitas jurásicas son los que involucran un mayor espesor estratigráfico deformado y expuesto, siendo las estructuras sobresalientes en la Cuenca de Sabinas.


76 Un segundo conjunto de pliegues con menor relieve estructural son los pliegues formados sobre las evaporitas cretácicas (Fig. 5E) presentando me-nor radio de curvatura y menor relieve estructural.

Etapa 3 (E3) Tectónica de Basamento

El plegamiento contraccional controlado por reactivación de fallas de basamento ‘‘thick-skin’’ de-sarrolló al Pliegue de Monclova-Buena Suerte (MBS), el cual es un pliegue asimétrico por propagación de una falla de basamento, tipo ‘‘back-thrust’’, que cor-ta los dos niveles de despegue de las estructuras de cobertera (Fig. 5F). Este pliegue se formó en los blo-ques de basamento de la Cuenca de Sabinas donde no se registra la presencia de evaporitas jurásicas.

Estilos de Plegamiento y Sistemas Fracturados

Al realizar un análisis detallado de los ‘‘plays’’ fracturados en la Cuenca de Sabinas se recomienda considerar la influencia de los diversos estilos de ple-gamiento y de los siguientes eventos de deformación identificados en la cuenca.

Estilo y Etapa 1 (E1)

La importancia de entender el desarrollo de los ‘‘pillows’’ de sal por movimientos halocinéticos y/o por movimientos halotectónicos obedece a la posi-bilidad de tener familias de fracturas desarrolladas durante la E1 (Figs. 4 y 6) previo al desarrollo de los pliegues. Estas fracturas pueden estar formando

parte del patrón de fracturas que caracteriza a los ‘‘plays’’ fracturados en la Cuenca de Sabinas.


Las familias de fracturas desarrolladas en la E2 están directamente relacionadas al estilo de ple-gamiento de cobertera (Figs. 5 y 6). Los pliegues de Oballos y Pirineo pueden presentar diferente distribu-ción y patrón de fracturas respecto a las fracturas en el Pliegue de Monclova-Buena Suerte. Los patrones de fracturas en Oballos y Pirineo se han explicado analizando las zonas de charnela, y de máxima cur-vatura en las capas; sin embargo, se debe considerar la presencia de familias de fracturas desarrolladas por los movimientos de sal en la Etapa 1 (Fig. 6).


Los patrones de fracturas en el Pliegue de Monclova-Buena Suerte también se han analizado, localizando las zonas de charnela, y de máxima cur-vatura de las capas; sin embargo, se debe entender al patrón de fracturas con base al estilo del plegamiento (Cooper et al., 2006) por tratarse de un pliegue de basamento de propagación de falla donde la concen-tración de fracturas debe ser mayor en el flanco fron-tal cerca de la falla; asimismo, es importante analizar la posibilidad de tener enjambres de fracturas asocia-das a zonas de flexura, de la secuencia sedimentaria, por la falla de basamento (Figs. 5F y 6). Esto puede ser uno de los factores que ayudaron a que el Campo Monclova-Buena Suerte haya sido un excelente yaci-miento de gas en la Cuenca de Sabinas.

PMBSPO

PP

Zona fracturada asociada a los movimientos de sal

Zona fracturada asociada al desarrollo del pliegue de basamentoZE: Zona de enjambres de fracturas.

EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2

PLANO DE FALLA INVERSA

PMBS = Pliegue Monclova-Buena Suerte,PO = Pliegue Oballos, PP = Pliegue Pirineo

E1

Zona fracturada asociada al desarrollo de pliegues de coberteraE2

E1

E2

E2

E1

ESTILO Y ETAPA 1 HALOCINÉTICO Y/O HALOTECTÓNICO

ESTILOS Y ETAPAS 2 y 3 CONTRACCIONAL LARAMÍDICO

BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

PMBSPO

PP



EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2



E1


E1

E2

E2

E1



BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

ESTILO Y ETAPA 1HALOCINÉTICO y/oHALOTECTÓNICO

ESTILOS Y ETAPAS 2 y 3CONTRACCIÓNAL

Zona fracturada asociadaal desarrollo de plieguesde cobertera

Zona fracturada asociadaa los movimientos de sal

PMBSPO

PP



EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2



E1


E1

E2

E2

E1



BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

PMBSPO

PP



EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2



E1


E1

E2

E2

E1



BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

PMBSPO

PP



EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2



E1


E1

E2

E2

E1



BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

PMBSPO

PP



EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1

E3

E1E2



E1


E1

E2

E2

E1



BASA

MEN

TOMESO

ZOIC

A

ZE

LARAMÍDICO

Zona fracturada asociadaal desarrollo de plieguede basamentoZE: Zona de enjambres de fracturasal

Figura 6.- Modelo propuesto para la Sección I-I’ separando las zonas fracturadas con base al estilo y etapas de deformación en la sección.


PMBSPO

PP

EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1E2


PMBS = Pliegue Monclova -Buena Suerte,PO = Pliegue Oballos, PP = Pliegue Pirineo

E1

E1

E2

E2

E1

BASA

MENT

OMES

OZOI

CA

ZE

PMBSPO

PP

EVAPORITAS

BASAMENTOBASAMENTO

SECUENCIA

E1E2


PMBS = Pliegue Monclova -Buena Suerte,PO = Pliegue Oballos, PP = Pliegue Pirineo

E1

E1

E2

E2

E1

BASA

MENT

OMES

OZOI

CA

ZE

0 10 km

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REFERENCIAS

Arellano-Vázquez, S. (1980): Detalle Estructural-Estratigráfico del Pros-pecto Florido, Baluarte-1o de Mayo, Estado de Coahuila. Informe NE-M-1637.

Charleston, S. (1973): Stratigraphy, Tectonics and Hydrocarbon Poten-cial of the Coger Cretaceous, Coahuila Series. Coahuila México; Uni-versity of Michigan (Ph.D. Dissertation), 268 p.

Chávez-Cabello, G. (2005): Deformación y Magmatismo Cenozoico en el Sur de la Cuenca de Sabinas, Coahuila, México. Centro de Geociencias. Universidad Nacional Autónoma de México (Tesis de Doctorado), 266 p.

Cooper, S.P.; Goodwin, L.B., y Lorenz, J.C. (2006): Fracture and Fault Patterns Associated with Basement-Cored Anticlines: The Example of Teapot Dome, Wyoming. AAPG Bulletin, v. 90, n. 12, pp. 1903-1920.

Engineering and Consulting Department Core Laboratories, Inc. (1981): A Regional Geological Study of the Gulf of Sabinas, State of Coahuila and Nuevo Leon México. Prepared for Petróleos Mexicanos. 309 p.

Eguiluz-De Antuñano, S. (2001): Geologic Evolution and Gas Resources of the Sabinas Basin in Northeastern México, in: Bartolini, C., Buffler, R.T., y Cantú-Chapa, A., Eds., The Western Gulf of Mexico Basin: Tectonics, Sedimentary Basins, and Petroleum Systems. American Association of Petroleum Geologists Memoir 75, pp. 241-270.

Facultad de Ingeniería (1983): Estudio de Semi-Detalle del Pros-pecto Hermanas Sabinas, Coahuila. UNAM. 122 p.

Lawton, T.F.; Vega-Vera, F.J.; Giles, K.A., y Rosales-Domínguez, C. (2001): Stratigraphy and Origin of the La Popa Basin, Nuevo León and Coahuila, México, in Bartolini C., Buffler, R.T., and Cantú-Cha-pa, A., eds., the Western Gulf of Mexico Basin: Tectonics, Sedimenta-ry Basins, and Petroleum Systems: AAPG Memoir 75, pp. 219-240.

Márquez-Domínguez, B. (1979): Proyecto Formación La Virgen. Super-intendencia de Paleosedimentación. Superintendencia General de Distritos Exploración Zona Noreste, p. 62.

Padilla y Sánchez, R.J. (1986): Post Paleozoic Tectonics of North-east Mexico and its Role in the Evolution of the Gulf of Mexico. Geofísica Internacional, v. 25, pp. 157-206.

Peterson-Rodríguez, R.H. (2003a): Análisis de Fracturas Superficiales en el Área del Pozo Plomizo-1. Reporte de Geología Superficial. Proyec-to Múzquiz. Inédito.

Peterson-Rodríguez, R.H. (2003b): Análisis Estructural del Anticlinal Ba-luarte, Sierra de las Burras. Reporte de Geología Superficial. Proyec-to Múzquiz. Inédito.

Vega-Vera, F.J., y Perrilliat, M.C. (1989): La Presencia del Eoceno Mari-no en la Cuenca La Popa (Grupo Difunta), Nuevo León: Orogenia Post-Ypresiana: Universidad Nacional Autónoma de México, Instituto de Geología, Revista, v. 8, pp. 67-70.

Zwanzinger, J.A. (1976): Geología Regional del Sistema Sedimentario Cupido. III Simposio de Geología Regional del Subsuelo, Zona No-reste, PEMEX, Reynosa, pp. 134-159.

Especial agradedecimiento al grupo de ‘‘Plays’’ del AREN en Reynosa por brindar parte de la informa-ción usada en este trabajo; también se les agradecen al Ing. Ricardo Padilla Bastida por la ayuda brindada en la edición de algunos gráficos del escrito; asimis-mo, al Dr. Gabriel Chávez Cabello por la revisión y sugerencias al trabajo.

AGRADECIMIENTOS

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CONCLUSIONES

El balanceo secuencial de la Sección Regional I-I’ en el sector centro-oriental de la Cuenca de Sabinas sugiere la presencia de tres etapas de deformación: Etapa 1.- Movimientos de sal, Etapa 2.- Por Tectónica Contraccional de Co-bertera, y Etapa 3.- Por Tectónica Contraccional de Basamento.La Etapa 1 está definida por movimientos ha-locinéticos y/o halotectónicos formando ‘‘pi-llows’’ de sal que desarrollaron minicuencas en las secuencias del Jurásico Superior, Barremia-no y del Cenomaniano Sup-Santoniano. Los ‘‘pillows’’ de sal y las minicuencas fueron de-formados durante la Etapa 2 conservando sólo la evidencia estratigráfica entre los pliegues de Oballos y Pirineo.La Tectónica de Cobertera, Etapa 2, desarro-lló a los pliegues de Oballos y Pirineo con un nivel de despegue en la base de la sal jurási-ca. Estas estructuras son pliegues de despegue principalmente con fallas inversas desarrolla-das tardíamente, y anteceden a los pliegues de fondo.La Tectónica de Basamento ‘‘thick-skin’’, Eta-pa 3, desarrolló al pliegue de Monclova-Bue-na Suerte. Este pliegue es de propagación de falla del basamento y se formó después que los pliegues de Oballos y Pirineo.Los ‘‘plays’’ fracturados en el pliegue de Pirineo deben presentar familias de fracturas asociadas a los movimientos de sal y a los pliegues de cober-tera.Los ‘‘plays’’ fracturados en el pliegue Monclo-va-Buena Suerte deben presentar familias de fracturas y enjambres de fracturas asociadas al pliegue de basamento.Para la predicción de la presencia de fracturas en yacimientos en la Cuenca de Sabinas, es necesario identificar el estilo de la trampa y si la zona estuvo afectada por 1, 2 ó 3 de las etapas de deformación aquí reconocidas para sugerir el comportamiento posible de los yaci-mientos fracturados.

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