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2. Conceptos básicos de Geología
Dr. Ricardo J. Padilla y SánchezFacultad de Ingeniería, UNAM
Abril del 2012
2.1 Introducción
Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué
Objetivo
Que el participante conozca los conceptos geológicos indispensables para explorar por petróleo.
Origen del Petróleo. ¿Orgánico o Inorgánico?
Origen y edades del Universo, el Sistema Solar y la Tierra
Como era la tierra en sus inicios
Primeras rocas en la Tierra
¿Porqué el tiempo es importante?
2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
Origen orgánico
Origen inorgánico
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Petróleo (aceite petrificado) ➤ hidrocarburos
Hidrocarburos ➤ Hidrógeno + Carbón
Los HC’s se presentan en forma de
Fase Sólida, Fase Líquida, o Fase Gaseosa
2.1 Introducción: Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué
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2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
El origen inorgánico de los HC’s se ha postulado porque el gas que emiten los volcanes es metano.
El gas metano se encuentra en minas de minerales metálicos, en donde se le conoce como gas mineral.
También está presente en minas de carbón, en donde se le conoce como gas grisú.
El gas metano producido por la alteración de materia orgánica, a baja temperatura, se conoce como gas bacterial, o biogas.
2.1 Introducción: Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué
2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
TIPOS DE GASES
Un gas compuesto solamente por metano se denomina gas seco.Un gas que contiene 4% a 5% de vapor de agua se conoce como gas húmedo.Un gas disuelto en aceite se llama gas asociado.Un gas libre formado por modificación termocatalíticadel petróleo a condiciones de alta temperatura del yacimiento, es el gas no asociado.Cuando un gas contiene azufre se dice que es amargo, cuando no lo contiene se dice que es dulce.
2.1 Introducción: Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué
2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
Los argumentos que favorecen un origen inorgánico de los HC’s son aceptables en el caso de los gases, pero no lo son en el caso de los aceites, los cuales provienen de las siguientes biomoléculas:
• Lípidos - principalmente grasas, aceites y ceras.
• Proteínas – constituyentes principales de los tejidos animales y de las celdas de las plantas.
• Carbohidratos – principalmente la celulosa de la plantas
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North (1985)
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2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
Los argumentos que favorecen un origen orgánico de los HC’s han sido aceptados porque se ha comprobado que todos éstos se pueden generar a partir de la biósfera del planeta, la cual comprende organismos animales y vegetales, continentales y marinos.
Para preservarse, la materia orgánica requiere de un sepultamientorápido bajo condiciones anóxicas.
North (1985)
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Ostrácodos en caliza de la Fm. Orizaba, Estado de Puebla
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91 km
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2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
Los argumentos que favorecen un origen orgánico de los HC’s, también requieren temperaturas relativamente bajas, entre 10 °C y 230 °C, lo cual solo es posible a poca profundidad en la Tierra.
North (1985)
2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo
Además del contenido de materia orgánica y la temperatura, el tiempo de sepultamiento ayuda a la generación de HC’s
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North (1985)
Big Bang15, 000 ma
Nuestra Galaxia
Nuestro Sistema Solar
~ 5,000 ma
Fuente http//www.nasaimages.org/
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2.1.2. El tiempo geológicoOrigen y edades del Universo, el Sistema Solar y la Tierra
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¿Qué había antes del Big Bang ?
Hidrógeno, Helio y Polvo Cósmico
Fuente http//www.nasaimages.org/
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2.1 Introducción
Después del Big Bang se formó un disco que empezó a girar y acumuló por gravedad, los elementos más pesados hacia
el centro y los más ligeros afuera. Fuente http//www.nasaimages.org/
Hasta que se generó la primera galaxiaFuente http//www.nasaimages.org/
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…y después nuestro Sistema Solar
Fuente http//www.nasaimages.org/
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La Tierra es única porque está en una posición única
Fuente http//www.nasaimages.org/
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Temperaturas en las superficies de los planetas
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Planeta Tierra~ 4,600 ma
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Lunas de Júpiter
Los viajes espaciales nos ayudaron a
comprender mejor el origen de los planetas
y de sus lunas.
Fuente http//www.nasaimages.org/
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Las lunas de Júpiter fueron algunas de las claves importantes para explicar el origen de La Tierra
Io
Ganímedes
Europa
Calixto
Fuente http//www.nasaimages.org/
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Europa
Los viajes espaciales nos demostraron que había
agua en el espacio
Fuente http//www.nasaimages.org/
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Io
Los viajes espaciales nos ayudaron a contestar las preguntas:
¿Cómo era La Tierra en sus inicios?¿Cuáles fueron las primeras rocas?¿Había placas tectónicas?
Fuente http//www.nasaimages.org/
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Al inicio de la evolución de La Tierra solamente había vulcanismo; los gases así emitidos comenzaron a rodear el proto-planeta.
¿Qué tipo de gases?
Metano [hidrocarburo alcano (CH4)]
¿Había agua?
No, pero se estima que ésta también provino del interior de La Tierra, aunque se cree que también hubo un volumen importante aportado por el impacto de cometas de hielo contra nuestro planeta.
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2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas y edades absolutas
La atmósfera primitiva era rica en CO2 y sin oxígeno
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La atmósfera primitiva carecía de oxígeno libre pero era rica en CO2, gas derivado de la actividadvolcánica, que también expulsóagua, fluido que fué aumentandosu volumen con el impacto de meteoritos y de cometas parafinalmente formar la hidrósfera.
¿De qué tipo eran las primeras rocas
en la Tierra?
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Rocas Ígneas
Granito
Basalto
Rocas Metamórficas
Cuarzita
Gneiss
Rocas Sedimentarias
Clásticas
Bioquímicas
Conglomerado
Caliza
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Aparición de organismos
pluricelulares
Primeroscontinentes
Precámbrico = 88%
Primera corteza
Primer gran cratón (Laurentia)
Estromatolitos
Atmósfera con oxígeno libre
Primera hidrósfera
Primera atmósfera
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Entre 2,000 y 2,500 ma ocurrió un extenso depósito de rocas con bandasde hierro, y un poco después, hace 1,800 millones de años, el depósitode los primeros lechos rojos, lo cual es una evidencia de que ya habíaoxígeno libre presente en la incipiente atmósfera primitiva.
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Iron banded Formations
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Los Estromatolitos son lasprimeras plantas, algas, que
liberaron oxígeno porfotosíntesis, hace 3,500 ma.
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Las rocas más antiguas que conocemos están en los escudos.
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Cadenas montañosas, plataformas estables y escudos
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2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas y edades absolutas
Grand Canyon, Arizona
Zion NationalPark, Utah
Bryce Canyon, Utah
542
mill
on
es d
e añ
os
4,600 ma
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Edades relativas
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2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas
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ISÓTOPOSVida media del isótopo padre
Rango efectivo de datación Rocas y minerales utilizados para datación
Padre Hija (años) (años)
Uranio 238 Plomo 206 4,500 millones 10 a 4,600 millones Zircón, Uraninita
Uranio 235 Plomo 207 704 millones
Thorio 232 Plomo 208 14,000 millones
Rubidio 87 Estroncio 87 48,800 millones 10 a 4,600 millones Muscovita, Biotita, Feldspto potásico, Rocas ígneas o metamórficas completas
Potasio 40 Argon 40 1,300 millones 100,000 a 4,600 millones Glauconita, Hornblenda, Muscovita, Biotita, Rocas volcánicas completas
Principales isótopos radioactivos de larga vida utilizados en dataciones radiométricas, o absolutas
2.1.2. El tiempo geológicoEdades absolutas
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2.1.2. El tiempo geológicoEdades absolutas
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2.1 Introducción: Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué
2.1.2. El tiempo geológicoEdades absolutas