TAMBERIAS Geologia y Potencial

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Geologa y potencial petrolero de un bolsn intermontano: Bloque Tamberas, provincia de San Juan

Por Gonzalo Zamora Valcarce, Martn Cervera, L. M. Bernardo y Silvia Barredo

E n el marco exploratorio actual de evaluacin de cuencas de frontera en el onshore de la Ar-gentina llevado adelante por Repsol YPF, se est evaluando el potencial petrolero del Bloque Tamberas. ste est localizado en el sudoeste de la provincia de San Juan y abarca la parte sur de la cuenca Calingasta-Iglesia y la Precordillera Occidental (figura 1). Histricamente, las reas de mayor inters exploratorio en los bolsones intermontanos se encuen-tran al este de la Precordillera, donde se encuentra la mayor informacin ssmica y pozos exploratorios. Por lo que los bolsones ubicados entre Precordillera y Cordillera han tenido escasa actividad exploratoria. El rea de Tamberas nicamente cuenta con algunos informes realizados princi-

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palmente entre la dcada del 40 y del 80 (e.g. Fossa, 1942; Cuerda, 1945; Pozzo, 1948; Mombr, 1973, Stipani-cic, 1979, Strelkov y lvarez, 1983), unos 700 km de ssmica 2D y algunos estudios geoqumicos sobre potencia-les rocas madres trisicas. No se ha perforado ningn pozo exploratorio hasta la fecha.

El bolsn intermontano de Tam-beras separa las unidades geolgicas de Precordillera al este y la Cordillera Frontal al oeste. Esta cuenca, al igual que los dems bolsones, se form mediante la tectnica extensional generalizada que ocurri durante el Trisico como consecuencia del desmembramiento de Gondwana. Posteriormente han sido estructu-rados durante la orogenia andina, caracterizada por la influencia de la subduccin subhorizontal de la placa de Nazca a estas latitudes.

Como lmites geotectnicos de este depocentro se diferencian: la Cordillera Frontal, al oeste, que est conformada principalmente por rocas del Paleozoico superior con distinto grado de metamorfismo y depsitos vulcaniclsticos permotrisicos del Grupo Choiyoi. Rocas asignadas a dicha unidad afloran en el sector centro-occidental del bloque (figura 1). En la parte central del bloque, aflo-ran unos 1000 a 1200 m de sedimen-tos trisicos, asignados a los grupos Sorocayense y Barreal (Stipanicic y Bonetti 1953; Stipanicic 1972, 1979; Baraldo y Guerstein 1984). El sector oriental del bloque est conformado

por la Precordillera Occidental, donde afloran las rocas paleozoicas del Gru-po Cinaga del Medio y, apoyando en discordancia o mediante relacin de falla, se disponen unos 2300 metros de sedimentos trisicos pertenecientes al relleno de un hemigraben (Grupo Rincn Blanco). Por ltimo, sobreya-cen en discordancia angular sedimen-tos negenos y cuaternarios.

Estratigrafa

Los depsitos trisicos que aflo-ran en el sector precordillerano de la provincia de San Juan entre el ro Los Patos y la Sierra del Tontal forman parte del hemigraben Rincn Blanco que corresponde al cierre norte de la Cuenca Cuyana. Se trata de una fosa

asimtrica orientada al NNO, con un flanco tendido o rampa hacia el oeste y el margen activo hacia el este. La sedimentacin tuvo lugar en depocen-tros aislados identificados como Ba-rreal, Agua de los Pajaritos, localizados al oeste del sistema y Rincn Blanco, localizado al este sobre el faldeo occi-dental de la Sierra del Tontal.

La estratigrafa ha sido estudia-da por diversos autores, entre ellos Borrello y Cuerda (1965), Yrigoyen y Stover (1969), Stipanicic (1972 y 1979), Quartino et al. (1971); Strelkov y lvarez (1984), Lpez Gamund (1994), Lpez Gamund et al. (1997), Spalletti (1999, 2001), Barredo (2005), Barredo y Stipanicic (2002). En la quebrada de la Cortaderita la sucesin fue identificada como Gru-po Sorocayense por Msigos (1953)

Figura 1. Mapa geolgico y de ubicacin del rea de estudio. Leyenda: O: Ordovcico; S: Silrico; D: Devnico; C: Carbonfero; P: Prmico; PT: Permotrisico; T: Trisico; N: Negeno; Q: Cuaternario.

Figura 2. Perfiles tipo de las secuencias trisicas del rea de estudio (modificado de Barredo, 2004).

Rincn Blanco BarrealQuebrada delos Pajaritos

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Cepeda

Cortaderitas Sup.

Cortaderitas Inf.

Barreal

Hilario

Alczar Sup.

Alczar Inf.

Agua delos Pajaritos


y est compuesta de arriba hacia abajo por las formaciones Cepeda, Cortaderita y Barreal. Hacia el norte, en la zona de la quebrada Agua de los Pajaritos, el Grupo Sorocayense est compuesto por las formaciones Hilario, El Alczar y Agua de los Pajaritos. El Grupo Rincn Blanco (Borrello y Cuerda, 1965) se ubica al este de dichos asomos, en el faldeo occidental de la Sierra del Tontal y est compuesto de arriba hacia abajo por las formaciones Casa de Piedra, Carrizalito, Corral de Piedra (ex Por-tezuelo), Panul, Cerro Amarillo y Cinaga Redonda.

A grandes rasgos, las secuencias depositacionales del relleno de los depocentros estn compuestas por sistemas aluviales y fluviales de tex-tura gruesa desarrollados en situacin de bajo espacio de acomodacin, que alternan con sistemas fluviales y facies lacustres de textura fina que evolucionaron en condiciones de alto espacio de acomodacin.

En los inicios de la extensin, la existencia de segmentos de fallas aislados determin la formacin de varios depocentros separados por zonas de transferencias. El escaso espacio de acomodacin que provey esta geometra y el importante aporte detrtico, posibilitaron la prograda-cin de sistemas aluviales-fluviales

de alta energa hacia los bajos con aporte transversal al eje de cuenca. El incremento posterior en la tasa rela-tiva de subsidencia tectnica llev a la cuenca a una situacin de subali-mentacin progresiva, caracterizada por facies fluviales retrogradacionales y lacustres que sealan la instalacin definitiva de un perodo transgresivo y de alto nivel de base (formaciones Barreal y Agua de los Pajaritos).

Los lagos de la Formacin Barreal no constituyeron grandes cuerpos pero en el depocentro Agua de los Pajaritos, este ambiente adquiri grandes dimensiones con desarrollo de niveles de pelitas bituminosas que fueron identificadas como Formacin Monina por Baraldo y Guerstein (1984) y posteriormente renombra-das como Miembro Monina por Ba-rredo (2005).

Por encima, se desarrollaron se-cuencias granocrecientes asociadas a ambientes fluviales que progradaron sobre los antiguos lagos como respues-ta a una disminucin en la velocidad de creacin de espacio y/o un aumen-to de la tasa de sedimentacin. Sigui un momento de creacin de espacio con tendencia transgresiva y retrogra-dacin de las secuencias depositacio-nales. En ese momento dominaron las facies lacustres someras a profundas y los sistemas fluviales subordinados (formaciones El Alczar y Barreal).

Las formaciones Cortaderita e Hila-rio se depositaron en una cuenca que pasaba gradualmente al estadio de subsidencia por enfriamiento trmi-co. Comienzan con un marcado des-

censo del nivel de base que dio lugar a la progradacin de sistemas fluviales de textura gruesa compuestos por materiales maduros en arreglos gra-nocrecientes, que rpidamente pasa a sistemas fluviales arenosos en arreglos granodecrecientes, acompaado de importante participacin piroclstica.

Finalmente la Formacin Cepeda, del depocentro Barreal presenta ca-ractersticas tectofaciales que permi-tiran asociarla a un nuevo perodo extensivo Spalletti (1999, 2001). Se trata de depsitos de abanicos aluvia-les desarrollados bajo un clima semi-rido lo que contrasta notablemente con los ambientes fluviales de baja energa de la infrayacente Formacin Cortaderita y Formacin Hilario de la regin Agua de los Pajaritos.

Potencial exploratorio

En la parte ms oriental se en-cuentran expuestos los depsitos trisicos Grupo Rincn Blanco (fi-gura 1) donde es bien conocido el potencial oleogentico de los niveles lacustres de la Fm. Carrizalito. Ms al oeste en lo que constituye el frente de deformacin actual de la Precordi-llera Occidental, afloran las secuen-cias trisicas de los grupos Barreal y Sorocayense (figura 1). En ellos se han identificado interesantes niveles lacustres con potencial oleogenti-co, que se discutirn ms adelante. El mayor potencial exploratorio del rea se encuentra vinculado al bolsn de Tamberas, donde por debajo de la cubierta terciaria tendran conti-nuidad las secuencias trisicas de los grupos Barreal y Sorocayense.

Informacin de subsuelo

Debido a la falta de pozos explora-torios, no existe control estratigrfico sobre las reflexiones observadas, por lo que se identificaron distintas dis-continuidades para correlacionarlas con los principales eventos tectnicos.

Por encima de la zona de mayor si-lencio ssmico, se observa una primera sismo-secuencia con relaciones de on-lap e importantes variaciones de espe-sor en tiempo. sta se interpreta como el relleno de los grupos Barreal y Soro-cayense en depocentros trisicos (figu-ra 3). En la figura 3 se observa un ligero

Figura 3. Seccin 2D Norte-Sur, mostrando las reflexiones asignadas al Trisico. Se puede observar un suave plegamiento en la zona correspondiente al hombro del hemigraben consecuencia de compactacin diferencial.

Figura 5. Mapa iscrono a la base del Trisico combinado con el mapa geolgico. En l, se muestra que la regin estra controlada por pequeos depocentros desvinculados entre s.

Figura 4. Seccin Sur-Norte mostrando las discontinuidades de las secuencias terciarias.


plegamiento debido a la compactacin diferencial de los sedimentos.

Sobre la sismo-secuencia anterior se pueden interpretar tres sismose-cuencias ms, separadas por sendas discontinuidades (figura 4), las cua-les se pueden asignar a los distintos eventos tectnicos propuestos para la regin (e.g. Ramos et al., 2002). La edad de estas secuencias han sido inferidas sobre la base de los traba-jos de Jordan et al. (1997) sobre la secuencia Miocenas en la Cuenca de Iglesia. As, la secuencia denominada como Terciario 1 correspondera al Mioceno inferior, momento en el que comienza la deformacin en la parte interna de la Cordillera Prin-cipal. Para este tiempo, el Bolsn de Tamberas sera la parte distal de la cuenca de foreland del momento. La secuencia Terciario 2 correspondera al Mioceno medio, tiempo en el que comienza la horizontalizacin de la placa, migrando el arco volcnico y producindose el principal evento de deformacin en la parte occidental de la faja plegada. Para el Mioceno superior, comienza a levantarse la Cordillera Frontal, el Bolsn de Tam-beras sera la parte ms proximal de la cuenca de foreland, depositndose la secuencia Terciario 3. Por ltimo, durante el Plioceno y hasta la actua-lidad, se levanta la Precordillera, que-dando el Bolsn de Tamberas como una cuenca de piggy-back.

La figura 5 muestra un mapa is-crono combinado con la informacin de superficie, para la base del Trisi-co. En l se puede observar la exis-tencia de dos pequeos depocentros separados por un alto estructural que podra corresponder a una zona de transferencia. Al comparar la infor-macin de subsuelo con la de super-ficie, permite interpretar la extensin de los hemigrabenes trisicos al oeste del ro de Los Patos. Pudiendo con-

cluir que en la parte norte del bolsn se encontraran depsitos trisicos equivalentes al Grupo Sorocayense, mientras que en el sector sur al Gru-po Barreal (figura 5). Estos depocen-tros habran estado desvinculados, pudiendo llegar a conectarse en una etapa tarda de su evolucin.

La figura 6 muestra una seccin estructural oeste-este del bolsn de Tamberas hasta los afloramientos pa-leozoicos de la Precordillera. La seccin se ha construido con la informacin ssmica y los datos de afloramiento. En ella se puede observar la geometra de hemigraben con su mximo espesor en el rea del Ro de Los Patos, coinci-dente con el corrimiento de vergencia occidental que levanta la Precordillera.

Sistema petrolero

No existen evidencias de la exis-tencia de un sistema petrolero en la cuenca de Barreal-Calingasta-Iglesia, a excepcin de una mencin de im-

pregnaciones de hidrocarburos en afloramientos negenos al norte de la localidad de Villanueva en el Depar-tamento de Calingasta (Milana 1999). El potencial sistema petrolero en el bolsn de Tamberas estara vinculado a una roca generadora trisica, de ori-gen lacustre. El potencial generador de la Fm. Carrizalito en el Grupo Rincn Blanco es bien conocido (Borrelo y Cuerda 1965). A partir de los trabajos de superficie y de la interpretacin ssmica realizados en este estudio, se infiere que estos depsitos no se ha-

Figura 6. Seccin estructural oeste-este mostrando el esquema estructural del Bolsn de Tamberas.

Figura 7. Diagrama tipo Van Krevelen modificado mostrando la compocisin y maduracin de las secuencias trisicas.

Figura 8. Grficos de madurez de roca madre. En ellos, se puede observar que las muestras analizadas, correspondientes al Trisico aflorante, se encontraran inmaduras.

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bran desarrollado en el rea del bolsn de Tamberas.

Nuevos anlisis geoqumicos para el Mb. Monina de la Fm. Agua de los Pajaritos (Grupo Sorocayense) han arrojado va-lores de COT que oscilaron en-tre un 9 y 14%, con valores de IH mayores a 700 mg/g/COT, sugiriendo un Kergeno tipo I (figura 7), y con muy buenas caractersticas oleogenticas. A su vez se han identificado dentro de la Fm. Alcazar nive-les con valores de COT de 4% e IH mayor a 600 mg/g/COT. Dentro del Grupo Barreal no se han podido identificar hasta el momento potenciales niveles generadores. Estas potenciales rocas madres identificadas en el bloque de Tamberas se mues-tran inmaduras, con valores de reflectancia de vitrinita de 0,52% y 0,6%. Asimismo, los indicadores de madurez obteni-dos del anlisis Rock Eval como son el Tmax y el IP (ndice de produccin) indican tambin baja madurez trmica (figura 8). En la figura 9 se resume la tabla de los elementos y procesos del sistema petrolero ms probable que se encontrara en el Bolsn de Tamberas.

Los potenciales reservorios estaran vinculados con are-niscas fluviales trisicas, no descartando la posibilidad de algn reservorio terciario. Los niveles que actuaran de sello son las pelitas, tobas y niveles silicificados producto de la alteracin del vidrio volcnico,

intercalados en la secuencia trisica. Las trampas seran de tipo estructural vinculadas a corrimientos andinos o inversin de estructuras previas. No se descartan entrampamientos estratigr-ficos al tratarse de un relleno de rift.

Modelado geoqumico

En funcin de evaluar los procesos de generacin, expulsin, migracin y acumulacin de hidrocarburos,

Figura 9.


se realizaron modelos geoqumicos 1D en aquella rea dentro del bol-sn donde existe mayor desarrollo

sedimentario. Adicionalmente, se llev adelante un modelado estruc-tural geoqumico 2D de la seccin

estructural que aparece en la figura 6. Como datos de entrada se utiliz una temperatura de superficie promedio de 14C, se model bajo un rgimen trmico de flujo de calor, asumiendo una tpica historia trmica de rifting. Un pico mximo de flujo de calor alcanzado en el trisico (75 mw/m2) y con una disminucin exponencial hasta el flujo de calor actual de 54 mw/m2. Un ligero aumento de ca-lor se esperara encontrar en el rea durante el Mioceno medio, asociado a la migracin del arco volcnico producto de la horizontalizacin de la placa de Nazca. Debido a la falta de datos que permitieran asignar un flujo de calor actual para el bolsn se opt por asumir un flujo de calor anlogo a algunas zonas de la Cuen-ca Cuyana, cuya evolucin geotec-tnica y edad de formacin se con-sideran similares. Para calcular los espesores de la columna sedimentaria de los pseudo-pozos y la elaboracin del corte estructural del bloque se convirti a profundidad los topes formacionales definidos en la ssmica

Figura 10. Modelado 1D de un pozo tipo en Bolsn de Tamberas. Ntese que el Mb. Monina se encuentra en ventana de generacin de petrleo.


usando los valores de la velocidad intervlica obtenidos del reproceso ssmico y datos gravimtricos. Esta conversin a profundidad estima una columna trisica de aproximadamen-te 1800 metros de espesor, con una pequea discordancia a su tope, y unos 900 metros de sedimentos ter-ciarios, que presentan tres discordan-cias internas de variable intensidad, datos que son consistentes con la informacin gravimtrica.

Los resultados de los modelos geoqumicos 1-D para las reas pro-fundas evaluadas muestran que las rocas del Mb. Monina, Grupo Soroca-yence se encontrara en comienzo de la ventana de generacin de petrleo durante todo el Terciario y en la actualidad (figura 10). Los modelos 1-D corridos bajo escenarios de incer-tidumbres geolgicas, arrojan como resultados ms importantes que exis-te un 50% de probabilidad de que en la cuenca no se hayan generado

hidrocarburos, durante los ltimos 20 Ma y un 20% de que la cantidad de hidrocarburos expulsados por la secuencia generadora del Mb. Moni-na haya sido de 160 Mbbls.

Los resultados del modelo 2-D vuelven a ratificar que expulsin, migracin y acumulacin de hi-drocarburos es un hecho posible en la cuenca. Las acumulaciones ocurriran en la base de la secuencia Trisica, donde Monina no slo se comportara como roca generadora sino como sello, y en cualquier parte del Trisico y/o Terciario donde algu-na secuencia se comporte como un sello efectivo (tobas, pelitas o niveles silicificados). La migracin sera de tipo vertical desde la cocina hasta la trampa, aunque podra ocurrir migracin lateral hacia el oeste del Bloque pero no se esperaran grandes acumulaciones, dada la baja cantidad de hidrocarburo generado (figura 11). Segn el modelado, no existira

problema en la relacin de timing, ya que el Mb Monina habra comenza-do a generar tardamente y se encon-trara an en ventana de generacin.

Conclusiones

Es evidente la necesidad de cono-cer tanto la historia tectonoestratigr-fica como la paleogeografa de esta cuenca para los tiempos del Trisico, para poder estimar la verdadera ex-tensin y localizacin de los niveles lacustres con potencial generador. Asimismo, conocer la historia tec-tnica de esta regin de los Andes es fundamental, a la hora de poder estimar tanto las variaciones de flujo calrico como las tasas de sedimenta-cin y erosin que habran afectado a esta zona, fundamentales para el modelado del sistema petrolero.

Mediante la interpretacin ssmica se han podido diferenciar diversas discontinuidades que han sido corre-lacionadas con los distintos eventos tectnicos que han afectado al rea. El anlisis combinado de geologa de superficie y subsuelo ha permitido generar una aproximacin al esque-ma estructural existente durante el Trisico. ste se habra depositado en pequeas cuencas extensionales des-vinculadas entre s.

Los anlisis geoqumicos han mostrado la existencia de niveles con alto potencial oleogentico en el Mb Monina del Grupo Sorocayense. Aun cuando estos niveles se encuentran inmaduros en superficie y los prime-ros resultados de los modelos 1D y 2D muestran posibilidades de genera-cin y acumulacin de hidrocarburos dentro del bolsn de Tamberas.

La incertidumbre en cuanto a la verdadera geometra del graben, el es-pesor de Terciario depositado y luego erosionado, y la historia trmica de la regin, no permite descartar que la secuencia haya sido ms espesa que la estimada, permitiendo as haber alcanzado condiciones ms favora-bles para la generacin expulsin y acumulacin de hidrocarburos.

Por todo, se puede concluir que la prospeccin en la regin ubicada entre Precordillera y Cordillera Fron-tal en la provincia de San Juan, cons-tituye una exploracin de frontera de alto riesgo.

Figura 11. Corte geolgico 2-D de una lnea Este-Oeste del rea central del Bloque Tamberas mostrando la migracin de hidrocarburos lquidos para el tiempo presente. Tambin se muestra la acumulacin de hidrocarburos (verde oliva) en dos reas del corte de la seccin donde mayor certidumbre se tiene y el ndice de transformacin del Membro Monina para el hemigraben central.


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