Introducción a la Estratigrafía Secuencial.La estratigrafía secuencial.-

Es el estudio de las relaciones entre: Rocas sedimentarias de un conjunto de estratos ligados genéticamente, limitados por superficies de erosión, de no-sedimentación o por sus concordancias correlativas.

La estratigrafía secuencial.- Es el análisis de:

Conjuntos de sedimentación cíclicos presentes en las sucesiones estratigráficas. Desarrollo en respuesta a las fluctuaciones de la alimentación sedimentaria y del espacio disponible para la sedimentación.

Sistema de depósito: Conjunto tridimensional de facies cuyos procesos de formación son ligados y registran los principales elementos de la paleogeografía.

Secuencias: Sucesión relativamente concordante de estratos ligados genéticamente y limitados por discontinuidades o sus concordancias correlativas.

Cortejos sedimentarios (system tracts):

Asociación de sistemas de depósitos contemporáneos, Forman la subdivisión de una secuencia.Interpretados en base al patrón de apilamiento de las capas, sobre su posición en la secuencia Limitados por el tipo de superficie.El timing del cortejo sedimentario se deduce de una curva que describe las fluctuaciones del nivel de base.

Superficies estratigráficas.- Marcan un evento específico en la historia sedimentaria de la cuenca.Limitan a las secuencias y a los cortejos sedimentarios Pueden ser concordantes o discordantes.Indican un cambio en el régimen de la sedimentación

Transgresiones y Regresiones.

Nivel de base.- 1) Línea de costa.- es el nivel del mar, es decir el punto del continente interceptado por el mar.

Punto donde los ríos penetran en el mar.2) Es una superficie de equilibrio entre la erosión y la sedimentación.

La erosión no deja de actuar cuando el río llega al mar:

Erosión por las olas, las corrientes costeras, erosión submarina provocada por la corriente fluvial sobre el fondo del mar al nivel de la desembocadura.

El perfil de equilibrio ha sido alcanzado cuando el río transporta su carga sin agradación ni degradación del entorno.

Espacio disponible para la sedimentación.-

Espacio disponible se reduce gradualmente debido a la acumulación sedimentaria.Se crea o se destruye con las fluctuaciones del nivel de base.

Fluctuaciones del nivel base.- Son completamente independientes si se considera solamente la acumulación sedimentaria. Reflejan modificaciones de numerosos factores de control.

Externos: Eustatismo. Tectónica.Clima.

Diagenéticos:Compactación de sedimentos.

Ambientales:Energía de las olas.Corrientes marinas.Corrientes fluviales.

La interacción (balance) entre los cambios del nivel base y la sedimentación controla las fluctuaciones del espesor de la capa de agua, así como las modificaciones transgresivas y regresivas de la línea de costa.

Transgresión.-

Es la migración hacia el continente de la línea de costa. Provoca un movimiento de las facies hacia el continente. Provoca una profundización del mar en la proximidad de la línea de costa. Se crea el espacio disponible para la sedimentación.

Espacio disponible es superior al relleno sedimentario.Patrón característico retrogradación.

Retrogradación.- Migración de las facies hacia el continente.

Erosión y re-trabajado de sedimentos en la Shoreface: depósitos de frente de playa.

Regresión.-

Es la migración de la línea de costa hacia el mar.Provoca migración de las facies hacia el mar. Provoca somerización del mar en la proximidad de la línea de costa.Se destruye el espacio disponible para la sedimentación.Patrón característico progradación.

Progradación.- Migración de las facies hacia el mar.

Existen regresiones forzadas y regresiones normales.Si se comparan las curvas (1) cambios en el nivel base en función del tiempo (2) tasa de cambio del nivel base (Velocidad) en función del tiempo:Periodo de Regresión Normal.-

Mecanismos.- Se observa que el nivel base comienza a subir mientras la velocidad de estos

cambios en el nivel base comienza a disminuir, Cuando la velocidad de estos cambios llega a cero, se observa el máximo

valor del nivel base (el mayor nivel del mar). En este proceso, antes de llegar a este punto (estado) existe un periodo en

el cual la velocidad de acumulación sedimentaria excede la creación de espacio de acomodación, lo cual indica un proceso de relleno, una aparente regresión.

Este intervalo es llamado periodo de regresión normal.

Regresión NormalRegresiones normales.-

Se producen en las etapas tempranas y tardías de subida del nivel de base.

Cuando la tasa de sedimentación sobrepasa la débil tasa de subida del nivel de base.

En este caso el espacio disponible creado es completamente contrarrestado por la acumulación sedimentaria.

El patrón de acumulación de los sedimentos es, a la vez, una agradación vertical y una progradación de las facies hacia las zonas distales.

Periodo de Regresión Forzada.-Mecanismos.-

La velocidad de cambio en el nivel base continua disminuyendo llegando a un valor mínimo cuando el cambio en el nivel base llega a cero (vuelve al punto de partida).

Próximamente la velocidad de cambio del nivel base empieza a aumentar, mientras el nivel de base continua disminuyendo (el mar retrocede) con lo cual desaparece el espacio disponible para la acomodación de sedimento.

Cuando la velocidad de cambio de nivel base llega a cero el nivel base llega a su mínimo valor (el mar retrocede hasta su punto mínimo, el mar alcanza su nivel más bajo).

Toda esta fase de bajada del nivel del mar corresponde a una regresión forzada.

Regresión Forzada.Las regresiones forzadas.-

Se producen durante los períodos de baja del nivel de base. Cuando la línea de costa tiende a regresar cualquier que sea el aporte

sedimentario. Esto provoca un proceso de erosión, tanto en dominio continental como en

las zonas de poca profundidad del mar adyacente a la línea de costa. La erosión fluvial acompaña una progradación en offlap de los depósitos marinos

someros (de shoreface).Después de alcanzar su punto más bajo, el nivel de base no puede hacer otra cosa que quedarse estable o subir de nuevo.

Regresión NormalAl comienzo de la subida, la creación de espacio disponible está ocultada por la sedimentación y, mientras dura esta situación, el resultado es una regresión normal aunque estamos en un período de subida del nivel de base.

Regresión normal: agradación y progradación, no hay erosiónRegresión forzada: progradación y erosión

Las transgresiones y las regresiones normales se producen durante los períodos de subida del nivel de base.

Las etapas transgresivas son más cortas que las etapas regresivas (normales y forzadas).

TERMINACIONES ESTRATALES Son las terminaciones superiores e inferiores de los estratos a ser analizados. Se describen las relaciones geométricas entre los estratos y las superficies

estratigráficas contra las cuales estos terminan. Permiten deducir el movimiento de la línea de costa, es decir las fluctuaciones del

nivel de base (Onlap costero indica una transgresión; Offlap caracteriza una regresión forzada)

Truncamiento.- Terminación estratal contra una superficie de erosión supra yacente. Implica el desarrollo de un relieve de erosión, el desarrollo de una

discordancia angular.Toplap.-

Terminación de capas inclinadas (clinoformas) contra una superficie supra yacente de bajo ángulo.

Es el resultado de un no-depósito (bypass sedimentario) con más o menos de erosión.

Representa el límite proximal de la unidad sedimentaria.Onlap:

Terminación de estratos de bajo ángulo contra una superficie de mayor pendiente.

En una cuenca abierta, el onlap caracteriza las zonas proximales. En una cuenca cerrada el onlap se produce tanto en las zonas distales

como en las zonas proximales.

Downlap: Terminación de estratos inclinados contra una superficie de menor

pendiente. Los dowlaps son comunes en las bases de las clinoformas de

progradación.

Offlap: Cada clinoforma deja ha descubierto, durante su sedimentación, parte de

la clinoforma anterior. Esto se produce durante la caída del nivel de base en las regresiones

forzadas.

PRINCIPALES TIPOS DE SUPERFICIES Reflejan un cambio en los factores que controlan el ambiente de sedimentación. Se usan como límites de los cortejos sedimentarios y también de las secuencias

Las discontinuidades subaéreas (SU).- Constituye límites de secuencias. Es una superficie de erosión o de no-depósito. Creada durante la caída del nivel de base, por procesos subaéreos tales como

la erosión fluvial, la erosión eólica, la transferencia de los sedimentos sin depositarlos (bypass) o la edafogénesis.

Se extiende progresivamente hacia zonas distales de la cuenca mientras se produce la regresión forzada de la línea de costa.

Alcanza su mayor extensión al final de la regresión forzada de la línea de costa.

Concordancias correlativas (CC).- Se forman en el ambiente marino al final de la caída del nivel de base. Representan el paleo-fondo del mar al final de la regresión forzada que se

correlaciona con la discontinuidad subaérea. Separa capas progradantes y en offlap de la regresión forzada de los depósitos

suprayacentes de regresión normal que muestran un patrón en agradación. En el ambiente submarino profundo la concordancia correlativa se emplaza al tope

del complejo progradante de abanico profundo.

Superficie regresiva de erosión marina Ambiente dominado por olas Formada por la abrasión de las olas en la parte inferior de la playa (lower

shoreface) durante la regresión forzada de la línea de costa, hasta que el frente de playa alcance un perfil cóncavo que corresponde a su posición de equilibrio con la energía de las olas.

Se emplaza en la base de los depósitos de frente de playa con base erosiva. La formación de una superficie regresiva de erosión marina necesita que el fondo

del mar en la zona de playa tenga una gradiente muy débil y que el fondo del mar de la plataforma marina tenga una gradiente superior.

Debido a este contraste de gradiente, el descenso (por la regresión) de la zona de actividad de las olas por buen tiempo provoca la erosión de lo que era hace poco la playa inferior (lower shoreface) y la plataforma proximal (inner shelf).

La superficie de máxima de regresión (MRS) Marca el punto entre la regresión y la transgresión subsecuente. Esta superficie separa las series progradantes inferiores (regresivas) de las series

retrogradantes superiores (transgresivas). Generalmente concordante (conformable) con los sedimentos inferiores.

La superficie de máximo de inundación (MFS) Es la superficie que marca el final de la transgresión de la línea de costa. Separa las series retrogradantes inferiores (ligadas a la transgresión) de las facies

progradantes superiores (debidas a las regresiones normal y, después, forzada. El paso de las series retrogradantes a las series progradantes supra yacentes, se

ubica durante la subida del nivel de base, cuando la tasa de sedimentación sobrepasa la tasa de subida del nivel.

Es generalmente concordante con los sedimentos inferiores (conformable) excepto en la plataforma distal (outer shelf) o en el talud superior donde la laguna de sedimentación puede dejar el fondo del mar expuesto a los procesos de erosión.

En las series marinas la superficie de máximo de inundación se ubica al tope de los sedimentos granodecrecientes transgresivos. Mar adentro, estos sedimentos transgresivos pueden reducirse a una serie condensada e, inclusive, ser ausentes.

En este caso, la superficie de máximo de inundación se superpone y retrabaja a la superficie de máximo de regresión.

En el medio costero, la superficie de máximo de inundación se ubica al tope de las facies estuarinas más recientes.

En dominio continental, la superficie de máximo de inundación puede ser determinada por la presencia de influencias tidales en la areniscas fluviales.

La superficie puede también ser marcada por el paso de un sistema en meandro a un sistema trenzado, o por una capa extensa de carbón.

La superficie de “ravinement” Superficie de abrasión por las olas Ubicada en la parte superior del frente de playa y que se forma durante la

transgresión de la línea de costa. Esta erosión puede sustraer hasta 10 o 20 metros de substrato en función del

régimen de las olas. La superficie de ravinement, durante el movimiento de retrogradación de las

facies, es recubierto en onlap por los depósitos transgresivos del frente de playa (shoreface): es lo que se llama el onlap costero.

En una serie vertical que conservó el conjunto de la sucesión de las facies, la superficie de ravinement separa los sedimentos inferiores (arenas de playa en una costa abierta, o facies estuarinas en el caso de una desembocadura) de los sedimentos superiores constituidos por facies de frente de playa (shoreface) y de plataforma (shelf) (figura 13).

CORTEJOS SEDIMENTARIOS Sucesión progresiva de depósitos sedimentarios genéticamente ligados,

contemporáneos y limitados por superficies estratigráficas. Las arquitecturas progradante o retrogradante son las que dominan en un cortejo

pero, muy a menudo, el patrón dominante puede ser precedido por una fase agradante que pasa paulatinamente al patrón principal.

Representan las divisiones de las secuencias de depósitos

Secuencias de tipo 1

Llímites son superficies subaéreas que se extienden y afectan con fuerte erosión (excavación de valles) el conjunto de la plataforma continental.

Cuando termina la regresión la línea de costa se encuentra al límite talud/plataforma continental.

Secuencias de tipo 2

Parte de la plataforma ha sido abandonada por el mar La erosión de las partes emergidas es limitada

Lowstand Systems Tract, LST: Cortejo de Bajo Nivel. Etapa de baja del nivel de base, etapa durante la cual todo o parte de la

plataforma continental se encontraba emergidaEn su base.-

Discontinuidad subaérea o su concordancia correlativa marina. En su tope.-

Superficie de máximo de regresión (MRS, suprayacida por sedimentos del cortejo transgresivos).

Se construye durante la etapa precoz de subida del nivel de base. Cuando la tasa de subida está compensada por la tasa de sedimentación; Contexto de regresión normal

Consisten en sedimentos no-marino (relleno de valles incisos, canales) y en depósitos marinos y costeros

Incluye los sedimentos más gruesos de las partes marinas y no marinas des las series.

La parte inferior de las serie granodecreciene en ambiente continental. La parte superior de la serie granocreciente en ambiente marino somero.

El patrón de acumulación es progradante y, en el tope, agradante cuando la tasa de sedimentación equilibra la subida del nivel de base

Ambientes sedimentarios y sedimentación del cortejo de bajo nivel

Transgresive System Tract (TST) Cortejo Transgresivo Comienza a depositarse cuando:

La velocidad de subida del nivel de base sobrepasa la tasa de sedimentación.

En su base: La superficie de máximo de regresión (MRS),

En su tope: La superficie de máximo de inundación (MFS)

Se identifica por su patrón de acumulación retrogradante (es decir granodecreciente) tanto en las series marinas como en las continentales.

La parte marina del cortejo transgresivo se desarrolla en las zonas de poca profundidad, cerca de la línea de costa.

Son los depósitos que se acumulan en onlap en la zona de shoreface. Más hacia el offshore se encuentran las series condensadas

Correlativas de los depósitos del shoreface, los depósitos gravitacionales y los sedimentos pelágicos.

La parte costera del cortejo transgresivo está compuesto por: Depósitos de playa. Facies estuarinas. Sistemas de islas barreras.

La constitución y la preservación de las facies estuarinas dependen de varios factores:

La tasa de subida del nivel de base La profundidad de la erosión fluvial durante la etapa de caída del nivel de

base El régimen de los vientos La erosión de las olas La gradiente topográfica de la línea de costa.

Ambientes sedimentarios y sedimentación en el cortejo sedimentario transgresivo durante la fase precoz de la transgresión

La agradación costera se favorece de una fuerte tasa de subida del nivel de base, de poca ravinement y de una baja gradiente topográfica (lo que se da en una costa plana y abierta).

Fuerte gradiente topográfica induce a erosión costera en relación con una fuerte energía fluvial y un ravinement por las olas.

Una fuerte gradiente topográfica no será favorable al emplazamiento de un estuario.

La parte fluvial del cortejo transgresivo.-

Muestra influencias tidales (la línea de costa migra hacia el continente). Muestra una organización vertical granodecreciente Muestra disminución gradual de la gradiente topográfica y de la energía

fluvial por la agradación costera.

Funcionamiento de los ambientes sedimentarios durante el comienzo de la transgresión.

La tasa elevada de subida del nivel de base provoca la retrogradación de las facies en la plataforma, los sedimentos fluviales anteriores se encuentran entrampados por los sistemas fluviales, costeros o de aguas someras de la etapa transgresiva.

Los procesos de ravinement por las olas erosionan los sedimentos deltáicos y de playa abierta de la etapa anterior de regresión normal, lo que sigue proporcionando arenas para los flujos turbidíticos de aguas profundas.

Estos flujos turbidíticos son de baja densidad, idénticos a los de la etapa anterior de cortejo de bajo nivel

Ambientes sedimentarios y sedimentación en el cortejo sedimentario transgresivo durante la fase tardía de la transgresión

Ambientes sedimentarios durante el final de la transgresión.

La mayor parte de los sedimentos terrígenos está entrampada en el prisma sedimentario transgresivo que va de los ambientes fluviales a los de mar somero (fluvial, estuarino, deltáico, costa abierta y sedimentos de playa distal <lower shoreface>).

Otra parte de las arenas llega a la plataforma continental donde constituye macroformas generadas por las olas de tormenta y las corrientes de marea.

Si el nivel de base tiene una subida rápida durante la transgresión, se produce una inestabilidad hidráulica en el borde de la plataforma continental, generando flujos de lodo en el mar profundo.

El tope del conjunto de los sedimentos transgresivos está limitado por la superficie de máxima inundación.

High System Tract (hst): Cortejo de Alto Nivel. En su base

La superficie de máximo de inundación Al tope

Una superficie compuesta que incluye: la discontinuidad subaérea, la superficie regresiva de erosión marina la superficie basal de regresión forzada.

Representa la etapa tardía de la subida del nivel de base. La tasa de subida del nivel es inferior a la tasa de sedimentación,

ocasionando una regresión normal de la línea de costa. En la parte continental del sistema:

Se produce agradación fluvial con una tasa más importante en la proximidad de la línea de costa provocando una disminución correlativa de la pendiente topográfica.

La parte no marina del cortejo e alto nivel registra una disminución de la energía fluvial

Organización granodecreciente de las acumulaciones sedimentarias.

Ambientes sedimentarios y sedimentación en el cortejo de alto nivel En su parte marina:

Se caracteriza por una organización granocreciente en relación con la migración de las facies hacia la cuenca.

Las facies son de regresión normal: con un patrón levemente progradante y/o agradante, según las

variaciones diferenciales de las tasas de sedimentación y de creación de espacio.

En ambiente silico-clástico: Comprende deltas con geometrías en topsets.

Cuando la plataforma marina presenta condiciones para fabricar carbonatos: Es una plataforma carbonatada.

La parte profunda de la cuenca (plataforma y talud): Recibe esencialmente una sedimentación de grano fino pelágica o

hemipelágica.

Los sedimentos continentales y los de mar somero en la etapa de alto nivel de base tienen poca probabilidad de conservarse debido a la erosión subaérea y marina de la etapa siguiente de caída del nivel de base.

Falling Stage System Tract (FSST): Cortejo de caída del nivel de base

Compuesto por todos los sedimentos que se acumulan en la parte marina de la cuenca durante la caída del nivel de base.

Al mismo tiempo, la parte emergida del sistema está siendo sometida a la erosión subaérea, formándose la discontinuidad subaérea.

Los depósitos de mar somero muestran un patrón progradante y un offlapping característicos de este tipo de cortejo.

Estos sedimentos de mar somero son los equivalentes cronológicos de los abanicos de mar profundo.

Muestra el offlapping de los lóbulos de depósitos de frente de playa (shoreface), de las macroformas de plataforma marina, de los abanicos profundos, de los cuerpos sedimentarios del frente deltáico.

El tipo de sedimentos de FSST que se depositan en un tiempo dado depende de la posición del nivel de base respecto al borde de la plataforma (shelf-break).

Constitución del cortejo de caída del nivel de base (FSST) cuando comienza una regresión forzada

Si el nivel de base se encuentra por encima del borde del talud: Los depósitos se organizan en offlap y consisten en lóbulos de frente de

playa (de shoreface), en macroformas de plataforma continental y en abanicos de talud y de cuenca.

Al tope: Discontinuidad subaérea. Concordancia correlativa. Partes las más jóvenes de la superficie regresiva de erosión marina.

En la base: Superficie basal de regresión forzada

La mayoría de las arenas se entrampan en los lóbulos deltáicos en offlap (detached offlapping lobes).

Los sedimentos finos tienden a acumularse en las aguas profundas bajo forma de turbiditas de muy baja densidad (mudflows).

Si el nivel de base cae por debajo del borde del talud: Se constituye un delta de borde de plataforma con geometrías en offlap

prograda más allá del borde del talud y va a cubrir en downlap los abanicos submarinos.

Al tope este sistema está limitado por la discontinuidad subaérea su concordancia correlativa; en la base el límite es la superficie basal de regresión forzada.

Tal situación se da cuando la regresión forzada está en su fase paroxismal.

La mayor parte de los sedimentos va hacia los abanicos de mar profundo que almacenan gran cantidad de arenas bajo forma de turbiditas arenosas de alta densidad.

Cortejo de caída del nivel de base (FSST) al momento del paroxismo de la regresión forzada.

Regresive System Tract (RST): cortejo regresivo Cuerpo sedimentario compuesto constituido por los cortejos de Alto nivel (HST), de

Caída del nivel de base (FSST) y de Bajo nivel (LST). En su base:

por la superficie de máximo de inundación Al tope,

por la superficie de máximo de regresión;

Se caracteriza por un patrón de acumulación progradante, tanto en sus partes continentales como marinas.

Representa la organización de los depósitos durante un ciclo regresivo-transgresivo en el caso de una sedimentación detrítica.

Aparecen los cortejos con las superficies que los limitan, los patrones de acumulación (progradante, retrogradante, agradante).

Organización granulométrica de los cuerpos sedimentarios, en la plataforma y en la cuenca.

Vale notar que durante la sedimentación del cortejo de bajo nivel (LST), es decir durante la etapa de regresión normal, hay una diferencia de evolución granulométrica entre la plataforma (granocreciente) y la zona de talud/cuenca (granodecreciente): los materiales gruesos y arenosos se quedan entrampados en los depósitos agradantes fluviales y costeros, solo llegan a los abanicos profundos turbiditas lodosas de baja densidad.

Diagrama de Wheeler mostrando la organización deposicional durante un ciclo completo regresión-transgresión, en un sistema sedimentario silico-clástico.