Tesis defendida por
Nancy Elizabeth García Serratos y aprobada por el siguiente comité
Dr. Jesús Arturo Martín Barajas
Director del Comité
Dr. Javier Helenes Escamilla Dr. Mario González Escobar
Miembro del Comité Miembro del Comité
Dr. Oscar Sosa Nishizaki
Miembro del Comité
Dr. Antonio González Fernández Dr. David Hilario Covarrubias Rosales
Coordinador del programa de posgrado en Ciencias de la Tierra
Director de Estudios de Posgrado
CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓN SUPERIOR
DE ENSENADA
Programa de Posgrado en Ciencias
En Ciencias de la Tierra
Modelo de facies de la cuenca cretácico-terciaria de Vizcaíno, Baja California, a partir de la interpretación de registros de pozos y sísmica de reflexión
Tesis
para cubrir parcialmente los requisitos necesarios para obtener el grado de Maestro en Ciencias
Presenta:
Nancy Elizabeth García Serratos
Resumen de la tesis de Nancy Elizabeth García Serratos, presentada como requisito parcial para la obtención del grado de Maestro en Ciencias en ciencias de la tierra con orientación en Geología.
Modelo de facies de la cuenca cretácico-terciaria de Vizcaíno, Baja California, a partir de la interpretación de registros de pozos y sísmica de reflexión
Resumen aprobado por:
________________________________ Dr. Arturo Martín Barajas Director de tesis
El margen del Pacífico de Baja California contiene cuencas cretácico-terciarias desarrolladas en un ambiente de antearco durante la subducción de la placa Farallón, que culminó en el Mioceno medio. Datos sísmicos y de cuatro pozos exploratorios marinos de PEMEX permitieron analizar las secuencias sismoestratigráficas, la litoestratigrafía y electrofacies de pozos para definir la evolución de la cuenca Vizcaíno y su ambiente de depósito. La cuenca de Vizcaíno se extiende en dirección NNW desde el alto estructural de Lagunitas, al sur de Guerrero Negro, B.C.S, hasta la latitud 29° N en el margen continental. La porción marina tiene un ancho de ~60 km y 250 km de largo. En esta se identificaron cuatro unidades principales separadas por 3 límites de secuencia. La Unidad 1 sobreyace al basamento volcánico-plutónico y se caracteriza por facies de conglomerado con arenisca, lutita y caliza subordinadas. La Unidad 2 es la de mayor espesor (>1900 m en el depocentro) con estratos de arenisca arcillosa y lutita con intercalaciones de conglomerado que representa una transgresión marina durante el Cenomaniense a Turoniense. La Unidad 3 está separada por una discordancia de carácter local, pero litológicamente es similar a la Unidad 2, y representan condiciones neríticas al este y batiales al oeste. En la región sur de la cuenca se observaron pliegues amplios de baja amplitud, con ejes de orientación NNW-SSE que afectan a las unidades 2 y 3 y controlan localmente su espesor. Clinoformas distribuidas en intervalos discretos en las unidades 2, 3 y 4 indica la progradación de la plataforma continental hacia el oeste. Interpretamos que las unidades 2 y 3 construyeron en gran medida la plataforma continental al oriente del frente de cabalgaduras del prisma acrecional durante el Cretácico Tardío y el Paleógeno. La discordancia en la cima de la Unidad 3 indica la inversión de la cuenca y la erosión de la plataforma continental durante el Eoceno Medio al Mioceno Temprano posiblemente debido a la subducción plana de la joven placa oceánica Farallón. La Unidad 4 es del Mioceno y tiene de >350 m de espesor hacia el oeste y se distingue por reflectores horizontales cortados por las fallas neogénicas en el borde de la plataforma continental moderna
Abstract of the thesis presented by Nancy Elizabeth García Serratos as a partial requirement to obtain the Master in Science degree in Earth Science with emphasis in Geology.
Facies model of Cretaceous-Tertiary Vizcaíno fore-arc basin, Baja California, from interpretation of industry well-log and seismic reflection images.
Abstract approved by:
____________________________________ Dr. Arturo Martín Barajas
Director de tesis
The Pacific margin of Baja California contains Cretaceous-Tertiary fore-arc basins developed during the subduction of Farallon plate. Seismostratigraphic, litostratigraphic and electrofacies analysis of seismic data and four marine wells property of PEMEX allow integration of a chronostratigraphic evolution of the Vizcaíno basin and its depositional environment. The Vizcaíno basin extends for 250 Km northwestward from the structural high of Lagunitas south of Guerrero Negro. The marine portion of Vizcaíno basin is 60 Km wide and narrows northwards due to Neogene faulting. The forearc basin contains four units separated by three regional unconformities or sequence boundaries. Unit 1 overlies the volcanic-plutonic basement and is characterized by conglomerate with subordinated sandstone, shale and limestone reef-coquina. Unit 2 is >1900 m-thick at its depocenter and is composed by fine-grained sandstone, shale and minor interbedded conglomerate. Unit 2 represents a Cenomanian to Turonian marine transgression. Unit 3 overlies a local unconformity but is lithologically similar to Unit 2, and both represent neritic conditions to the east and bathyal depths to the west, this is best imaged in the southern part of the basin. Low-amplitude folds with axes oriented NNW-SSE affect units 2 and 3, and control its thickness. Clinoforms on discrete intervals in units 2, 3 and 4 indicate the progradation of the continental shelf to the west. We interpret that units 2 and 3 constructed large part of the continental shelf to the east of the subduction accretionary prism during the late Cretaceous and Paleogene. The unconformity at the top Unit 3 indicates basin inversion and erosion of the continental shelf from middle Eocene to early Miocene. This hiatus probably resulted from a flat subduction of the young Farallon plate. Unit 4 is a >350 m thick sandstone-siltstone unit of Miocene age. Unit 4 thickens to the west and its distinctive horizontal reflectors are cut by Neogene faults at the edge of the modern continental shelf.
Dedicatorias
Dedico este trabajo a las mujeres más importantes en mi vida; Josefina, Elizabeth, Yarahi,
y al hombre más especial; Carlos.
A mis amigos que desde lejos siempre me brindaron su apoyo; Azucena, Claudia, David B., Gely, Jasso, Karina, Leonel, Mariana, Ricardo, Ramón, Sergio, Tavira, Ulises,
Ing. Lugo, Ing. Martín, Ing. Octavio e Ing. Saavedra.
A Alejandra, Almendra, Claudia, Elia, Lía, Minerva, y Viridiana por su amistad incondicional, momentos inolvidables y porque no pude encontrar en Ensenada mejor amistad que con ustedes.
Agradecimientos
Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, por apoyarme económicamente durante mi estancia de maestría, al igual que al Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, por haberme dado la oportunidad de prepararme más.
A mi director de tesis Dr. Arturo Martín Barajas, por su apoyo, consejos enseñanzas y su paciencia. A mis sinodales, Dr. Javier Helenes Escamilla, Dr. Mario González Escobar y Dr. Oscar Sosa Nishizaki, por su comprensión, apoyo y recomendaciones, les estoy muy agradecida a todos.
A todo el personal técnico que siempre me apoyo; Francisco del Toro, Humberto Benítez, José Mojarro, Martín Pacheco, Sergio Arregui y Víctor Frías.
A Martha Elva Barrera y Concepción González Martínez porque siempre que necesitaba apoyo administrativo, fueron muy amables, eficaces.
Contenido
Página
Resumen i
Abstract ii
Dedicatorias iii
Agradecimientos iv
Lista de figuras viii
Lista de tablas xii
1. Introducción 1
1.1 Cuencas antearco 1
1.2 Objetivos de la tesis 2
1.3 Evolución geológica y tectónica del margen occidental de Baja California 4
2. Metodología y datos 7
2.1 Líneas sísmicas de PEMEX 8
2.2 Registros de pozos 11
2.3 Limites de secuencia, cronoestratigrafía y modelo de facies 11
3. Interpretación sísmica 13
3.1 Estratigrafía sísmica 13
3.2 Definición de unidades o secuencias sedimentarias 13
3.2.1 Unidad 1 16
3.2.1.1 Facies sísmicas 16
3.2.1.2 Configuración de la cima de la Unidad 1 (LS-1) 21
3.2.2 Unidad 2 22
3.2.2.1 Facies sísmicas 22
3.2.2.2 Configuración de la cima de la Unidad 2 (LS-2) 23
3.2.3 Unidad 3 26
3.2.3.1 Facies sísmicas 26
3.2.4 Unidad 4 28
3.2.4.1 Facies sísmicas 28
4. Estratigrafía de pozos 29
4.1 Pozo LB-1 29
4.1.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria 29
4.1.2 Unidad 2 Secuencia de lutita y arenisca 31
4.1.3 Unidad 3 Secuencia de lutita arenosa y lutita 32
4.1.4 Unidad 4 Secuencia de arenisca 33
4.1.5 Síntesis estratigráfica 33
4.2 Pozo CA-1 35
4.2.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria 35
4.2.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca 37
4.2.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita 38
4.2.4 Unidad 4 Secuencia de lutita 38
4.2.5 Síntesis estratigráfica 39
4.3 Pozo BO-1 40
4.3.1 Unidad 1Secuencia de conglomerado y lutita 40
4.3.2 Unidad 2 Secuencia de conglomerado a lutita 42
4.3.3 Unidad 3 Secuencia arenisca arcillosa y lutita 42
4.3.4 Síntesis estratigráfica 43
4.4 Pozo TO-1 43
4.4.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria 44
4.4.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca 46
4.4.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita 46
4.4.4Unidad 4 Secuencia lutita 48
4.4.5 Síntesis estratigráfica 48
5. Discusiones 49
5.1 Cronoestratigrafía de la cuenca de Vizcaíno 49
5.1.2 Correlación con regiones adyacentes 57
5.2 Modelo de facies 64
5.2.1 Modelo de facies de la Unidad 1 64
5.2.2 Modelo de facies de la Unidad 2 66
5.2.3 Modelo de facies de las Unidades 3 y 4 67
5.2.4 Síntesis 69
5.3 Estructura de la cuenca de Vizcaíno 71
5.3.1 Geometría de la cuenca 71
Conclusiones 73
Lista de figuras
Figura Página
1a Diagrama de los componentes principales de una cuenca de antearco y los principales factores que controlan la subsidencia en una cuenca de antearco.
1
1b Mapa geológico batimétrico de la península de Baja California y el margen continental del Pacífico. La antigua trinchera define la zona de subducción ahora inactiva. Las rocas graníticas son las raíces del arco magmático Cretácico. La sección A-A´ ilustra el esquema transversal.
3
2 Modelo de evolución de la cuenca de antearco (Vizcaíno) que inicia hacia finales de la fase dos en un marco tectónico de extensión moderada en posición antearco y trasarco. Que posteriormente cambia a un margen de arco compresional cerrándose la cuenca de trasarco.
5
3 Diagrama de flujo que muestra la secuencia del desarrollo de la tesis. 7
4 Mapa de ubicación de las líneas sísmicas 16 transversales, 5 longitudinales y los 4 pozos en la cuenca de Vizcaíno. Hacia la parte noroeste de la cuenca se observa el quiebre de la plataforma y en la parte suroeste de la cuenca el quiebre del actual talud continental.
10
5 Configuración de reflectores que definen las sismofacies en las líneas símicas; dónde A representa a las sismofacies ondulantes, B paralelas, C caóticas y D subparalelas.
12
6 Mapa de ubicación de las tres regiones en la cuenca de Vizcaíno. La región norte abarca de la línea sísmica 46 a la 34 (transversales) conteniendo en la 36 al pozo LB-1 y parte norte de la línea 9 y 7 (longitudinales). La región centro se extiende de la línea sísmica 30 a la 20, y parte central de la línea 9 y 7. La región sur incluye las líneas sísmicas 16 a la 2 (transversales), y 17, 13, 9 y 7 (longitudinales) conteniendo a los pozos BO-1, CA-1 y TO-1
15
7 Sección sísmica transversal en la región norte de la cuenca Vizcaíno, mostrando 3 límites de secuencia que delimitan a las 4 unidades principales interpretadas. Todas las unidades se acuñan al este de la cuenca. La Unidad 2 es la de mayor espesor hasta con 2 s (TVD). En su parte media y externa., la Unidad 3 tiene un espesor máximo de ~0.6 s y la Unidad 4 de 1 s. El espesor de la Unidad 1 es difícil de distinguir debido a la baja resolución de las imágenes, su base se encuentra delimitada por el basamento acústico que se relaciona a rocas cristalinas.
17
8 Sección sísmica transversal en la región sur de la cuenca Vizcaíno, con los límites de secuencia regionales que delimitan a las 4 unidades principales interpretadas. La Unidad 2 alcanza su mayor espesor (~2 s) hacia el centro de la cuenca, mientras que en la Unidad 3 los mayores espesores se encuentran cercanos a la costa y hacia la parte externa de la cuenca. La Unidad 4 no muestra variaciones tan importantes, aunque tiende a engrosar hacia el oeste. El pozo CA-1 se ubica entre los cdp 300 y 400.
18
9 Sección sísmica transversal a la cuenca Vizcaíno en la región sur, se observa variaciones en el espesor de las unidades a lo ancho de la cuenca. La Unidad 2 tienes su máximo espesor en la parte central y en la parte externa de la cuenca. La Unidad 3 está controlada por el desarrollo de pliegues de baja amplitud. La Unidad 4 es muy delgada y constantes espesor (0.2 s) a lo largo de toda la línea sísmica.
10 Sección sísmica 30 en la región centro. Se observa que las unidades 1 y 2 se acuñan hacia la costa (igual que en la región norte) mientras que las unidades 3 y 4 tienen espesor constante entre los cdp 0 a 600 y engruesan hacia el oeste. Las sismofacies de la Unidad 1 cercana a la costa son subparalelas y lateralmente cambian a sismofacies ondulantes y caóticas en el extremo oeste. La Unidad 2 se caracteriza por sismofacies caóticas y ondulantes en la base y subparalelas-ondulantes en la cima. Esto refleja un cambio litológico hacia depósitos continuos de grano fino (arenisca lodosa a lutita).
20
11 (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 1 (LS-1). Hacia la parte WSW el LS-1 profundiza de 1200 ms a 3600 ms. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-1. Se muestra que el LS-1 es somero hacia la costa moderna y profundiza en la parte sur-oeste).
21
12 (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 2 (LS-2). Hacia la parte externa profundiza hasta los 1500 ms y al sur-oeste se observa una distribución irregular que producen los antiformes y nudos de corbata producidos por la falta de correlación del LS-2 en los cruces de las líneas. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-2. Hacia el margen peninsular se observa poca variación en profundidad, y aumenta hacia la parte oeste del área de estudio..
24
13 Sección sísmica longitudinal a la cuenca Vizcaíno en la región sur. Dos antiformes de expresión local afectan la parte superior de la Unidad 2 y a la Unidad 3. Los pliegues tienen una longitud de onda de ~7 km y 0.2 a 0.25 s. El eje de estos pliegues se orienta al nor-noroeste. La parte superior de la Unidad 2 presenta variación de espesor al parecer controladas por la formación de estos pliegues. El espesor de la Unidad 3 también está controlado por estos pliegues.
25
14 Izquierda malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 3 (LS-3) que muestra una posición casi horizontal en la mayor parte de la cuenca, al nor-oeste profundiza hasta los ~700 ms en el límite de la plataforma continental. Derecha mapa de interpolación obtenido de la interpolación de los datos de la malla del LS-3, que muestra una distribución casi horizontal en gran parte de la cuenca, y variaciones locales de profundidad al sur-oeste de la cuenca.
27
15 Columna estratigráfica del pozo LB-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). Integrada con información de paleobatimetía y edades consenso. Donde se observan las 4 unidades principales, las líneas punteadas son las 3 discordancias mayores.
30
16 Electrofacies interpretadas en los registros de pozo LB-1. En A se muestra la respuesta del registro ILD de los estratos de caliza arrecifal descritos en el reporte de PEMEX (1976). El registro sale de la escala horizontal de 0.2 a 200 Ohm/m. B, electrofacies granodecreciente en forma de campana, C, E, G, H e I son electrofacies granocrecientes, D, F y J son electrofacies de patrón de bloque. De B a F los registros de RG tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
34
17 Columna estratigráfica del pozo CA-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). La información de paleobatimetría y edades consenso definen la edad de las 4 unidades principales y los límites de secuencia (LS) que las dividen.
36
18 Electrofacies interpretadas de los registros del pozo CA-1. A
campana, B y D son electrofacies de apilamientos de bloque y C electrofacies de patrón de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
19 Columna estratigráfica del pozo BO-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). Integrada con información de paleobatimetía y edades consenso. Donde se observan 3 unidades principales, la línea negra continua nos marca la discorndancia entre el basamento y la primera unidad, las dos líneas punteadas son las discordancias mayores encontradas en esa columna.
41
20 Electrofacies interpretadas en la columna del pozo BO-1. A es la única electrofacies granodecreciente en forma de campana, B y D son electrofacies de bloque y C electrofacies de apilamiento de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
43
21 Columna estratigráfica del pozo TO-1, obtenida a partir de los registros SP, ILD y RG. Donde se observan las 4 unidades principales, divididas por las 3 discordancias mayores, representadas por las líneas punteadas. Las edades fueron compiladas de una columna estratigráfica de PEMEX.
45
22 Electrofacies interpretadas de los registros del pozo TO-1. A, E y G son electrofacies granocrecientes en forma de embudo, B y C son electrofacies granodrecrecientes o de campana. D, F y H electrofacies de forma de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de -150 a 40 MV.
47
23 Sección 36 que incluye al pozo LB-1. El límite de secuencia 1 (LS-1) coincide con el cambio de lutita arenosa a arenisca, hacia arriba observamos el LS-2 que se identifica con una disminución en el tamaño de grano (arenisca a lutita arenosa), por último el LS-3 que coincide con el cambio de lutita a arenisca. La Unidad 1 es una secuencia volcanosedimentaria representada por sismofacies caóticas. La Unidad 2 una intercalación de lutita y arenisca expresada por sismofacies, paralelos, subparalelos, ondulante y caóticos en algunas partes. La Unidad 3 una secuencia de lutita arenosa y lutita, que coincide con sismofacies subparalelas y paralelas. La Unidad 4 solo de arenisca con sismofacies subparalelas.
54
24 Sección L-2 que incluye al pozo CA-1. El límite de secuencia 1 (LS-1) coincide con el cambio de lutita a arenisca. LS-2 se identifico en el cambio de lutita a arenisca, y el LS-3 con una transición de lutita arenosa a lutita. La Unidad 1 es una secuencia volcanosedimentaria que coincide con sismofacies caóticas y ondulantes. La Unidad 2 una secuencia de lutita y arenisca representada por sismofacies paralelas y subparalelas. La Unidad 3 se trata de una secuencia de lutita arenosa y lutita con sismofacies paralelas principalmente. La Unidad 4 es lutita y presenta sismofacies paralelas.
55
25 Sección con el pozo BO-1 proyectado. El LS-1 marca el cambio de material fino a grueso (lutita arenosa-conglomerado). El LS-2 se interpreto en un cambio de lutita arenosa a lutita. El LS-3 no se pudo localizar en el pozo debido a que su registro comienza a partir de los ~0.6 s. La Unidad 1 se caracteriza por sismofacies subparalelas, paralelas y caóticas que coincide litología de grano fino y grueso que descansa sobre un basamento cristalino. La Unidad 2 secuencia volcanosedimentaria que se expresa por medio de sismofacies paralelas, subparalelas, ondulantes y caóticas. La Unidad 3 de
arenisca arcillosa y lutita concuerda con sismofacies paralelas y subparalelas.
26 Correlación estratigráfica de los tres pozos de PEMEX en la cuenca Vizcaíno. Las paleobatimetrías de la Unidad 1 en general son de continentales a someras, excepto en el pozo BO-1 que llega hasta batial superior. La Unidad 2 coincide en los pozos e incluye batial superior en el Cretácico Superior. La Unidad 3 en general son paleobatimetrías mas profundas y el pozo BO-1 alcanzó hasta batial medio. La Unidad 4 solo se encontró en 2 de los pozos y es particularmente somera.
62
27 Correlación de las unidades interpretadas en la cuenca de Vizcaíno con unidades adyacentes reportadas por Kimbrough et al. (2001). Se observa una gran similitud en edad entre la Unidad 1 de esta tesis, con las secciones de norte y sur de la península de Vizcaíno, de acuerdo a Kimbrough et al. (2001) pertenecen al Grupo Valle.
63
28 Parte norte de la línea sísmica 9, donde se observan reflectores progradando hacia el sur. También se observan los tres límites de secuencia principales que separan las 4 unidades en la cuenca Vizcaíno.
70
Lista de tablas
Tabla Página
1 Parámetros del procesado de las líneas sísmicas a partir de datos
escaneados y digitizados. 8
2 Elementos que controlan la depositación de sedimentos (Tomado y
modificado de Falcón R., 2008). 13
3 Duraciones de los diferentes ciclos del nivel del mar (Tomado y
1. Introducción
1.1 Cuencas antearco
Las cuencas de antearco se forman en zonas de subducción entre el prisma de acresión y el arco volcánico (Ingersoll et al., 1995). La estructura de los complejos de subducción esta controlada por el espesor y la edad de la placa oceánica en subducción, el espesor variable de sedimentos en la trinchera, la pendiente del plano de subducción, la velocidad y oblicuidad de convergencia entre las placas (Dickinson et al., 1995). La subsidencia en la cuenca de antearco está controlada por la combinación de los siguientes factores: (a) Flotabilidad negativa de la corteza oceánica (descendente). (b) Hundimiento por flexión del sustrato de la cuenca de antearco bajo la creciente carga tectónica del complejo de subducción. (c) Carga litostática debido al relleno de la cuenca de antearco. (d) Subsidencia termotectónica del flanco del arco magmático (figura 1a de Dickinson, 1995).
La erosión del arco volcánico cercano provee de sedimentos volcanoclásticos y arcósicos a la cuenca de antearco. El prisma de acreción también puede ser fuente de sedimentos y servir de barrera para represar los sedimentos en la cuenca de antearco. También puede haber aporte de sedimentos derivados del complejo de subducción que puede contener ofiolitas (Einsele, 1992). Los sedimentos depositados en las cuencas de antearco suelen ser inmaduros y en consecuencia la reducción de la porosidad durante el enterramiento progresivo es comúnmente rápido (Ingersoll et al., 1995).
La historia tectónica y magmática del noroeste de México está estrechamente relacionada con los procesos de subducción de la placa de Farallón debajo de la Norteamérica desde el Cretácico temprano al Mioceno medio. La cuenca Vizcaíno se clasifica como una cuenca antearco ya que es el resultado de la convergencia entre estas dos placas. Esta cuenca se extiende en dirección NNW en el margen Pacífico de Baja California. Tiene un ancho aproximado de 60 km y largo de 250 km, abarcando desde el Alto de Lagunitas al sur de Guerrero Negro hasta la latitud 29° N (figura1b) y fue objeto de varios programas de exploración de PEMEX desde los años cincuentas hasta principios de los años ochenta. La recopilación de datos sísmicos y de pozos de PEMEX sirvió para el desarrollo de este trabajo de tesis.
1.2 Objetivos de la tesis
1.3 Evolución geológica y tectónica del margen occidental de Baja California
Las rocas mesozoicas que componen la península de Baja California, constituyen uno de los mejores ensambles de subducción expuestos en un margen convergente, con el desarrollo de una cuenca antearco entre el prisma de acreción el arco volcánico (Ingersoll et al., 1995).
El modelo de evolución de la cuenca de Vizcaíno, sugiere que la subducción inicia con una litósfera oceánica (c.f. placa Farallón) antigua y fría que debió tener una tasa de subducción alta. Progresivamente entre el Cretácico temprano y el Eoceno-Oligoceno la placa oceánica se vuelve más joven.
Se ha propuesto que este cambio progresivo en las condiciones de subducción se refleja en tres fases de deformación (Busby, 2004) (figura 2). La primera fase consiste en un periodo altamente extensional en la posición intra-arco durante el Triásico-Jurásico (220-130 Ma), caracterizado por un arco intraoceánico. La segunda fase se trata de extensión moderada en posición antearco y trasarco (140-100 Ma). Esta segunda fase está representada por un arco de islas separadas del margen continental por una estrecha cuenca de trasarco, esta se ubicaría al este de la actual península; al oeste del lado opuesto, se desarrolló la cuenca de antearco. La tercera fase de deformación cambia a un sistema compresional del arco continental (100-70 Ma). Durante esta fase la cuenca de trasarco se cierra y el arco continental se eleva y erosiona, lo que representa la principal fuente de sedimentos hacia la cuenca de antearco (Ingersoll y Busby, 1995; Kimbrough et al., 2001; 2003).
El acercamiento de la dorsal Pacífico-Farallón a la antigua trinchera marca el fin de la subducción y el inicio de un cambio tectónico mayor en el límite de placas. Remanentes de la placa Farallón (microplacas Guadalupe y Magdalena) indican que en el Mioceno cambió el ángulo de convergencia previamente al cese de la subducción en el Mioceno temprano (Michaud et al., 2006). Este cambio ocasionó el desarrollo del sistema de fallas San Benito Tosco-Abreojos que acomodó parte de la cizalla entre las placas Pacifico y Norteamérica antes y después de iniciar el rift del Golfo de California (Normark et al., 1991). Estudios geofísicos y geodésicos indican que este sistema de falla aún acomoda deformación entre la península de
2. Metodología y datos
En el siguiente diagrama de flujo (figura 3) se sintetizan las principales etapas del desarrollo de este trabajo.
Tabla 1. Parámetros del procesado de las líneas sísmicas a partir de los datos escaneados y digitizados (González Escobar, 2011).
En esta tesis utilizamos veintidos líneas sísmicas y registros de tres pozos obtenidos por PEMEX en la década de los setentas y principios de los ochenta, para conocer el potencial petrolero de las cuencas en el margen del Pacífico de Baja California. En el periodo de agosto 2009 a agosto de 2011 el grupo de Estudios de Cuencas de la División de Ciencias de la Tierra del CICESE realizó para PEMEX la integración de la información geológica y geofísica disponible. En esta tesis se utilizan las líneas sísmicas y los registros de pozos en su región marina de la cuenca Vizcaíno para estudiar la evolución de la cuenca y los ambientes sedimentarios (Figura 4).
2.1 Líneas sísmicas de PEMEX
Las líneas sísmicas de PEMEX (Figura 4) se colectaron con un sistema de 48 canales, 6 segundos de registro, 50 m distancia entre hidrófonos, tiene 1200 % de apilamiento, 2 ms intervalo de muestreo, la fuente de energía fue un cañón AQUAPULSE (Tabla 1) (González Escobar, 2011).
Parámetro Sección 2 Sección 16 Sección 36
Fuente de energía AQUAPULSE
Num. De canales 48 48 48
Long. De grabación 6 s 6 s 6 s
Dist. Entre PTs 50 m 50 m 50 m
Intervalo de muestreo 2 ms 2 ms 2 ms
Apilamiento 1200 % 1200 % 1200 %
Cantidad de disparos 897 1119 862
Filtro bajo/alto 8Hz45 5Hz40 5Hz40
La resolución sísmica se define por la relaciones de λ= , y , donde lamda es la
resolución vertical que está determinada por la longitud de onda y que depende de la velocidad (m/s) en que viajan las ondas entre la frecuencia dominante (Hz) el resultado se divide entre el valor del espesor mínimo resoluble con valor de 4. Debido a que no se tienen los datos suficientes para sustituirlos en las fórmulas, no se puede conocer con exactitud la resolución. No obstante las velocidades de apilamiento comúnmente indican que 1000 ms equivalen a 1000 m, en los primeros dos segundos de registro, resultando que cada horizonte ó reflector son ~20 m.
Las líneas sísmicas de PEMEX fueron vectorizadas y georefrenciadas en CICESE, se les aplicó un filtro (PostStack). Debido a la baja resolución de las líneas sísmicas presentan una calidad de regular a mala y la interpretación se centró en ubicar los principales límites de secuencias y las facies sísmicas de mayor escala. En total se interpretaron 22 líneas sísmicas (Figura 4), de las cuales 16 son transversales a la cuenca Vizcaíno (ENE-WSW), 4 líneas son longitudinales en dirección NNW y dos líneas sísmicas son oblicuas a la malla ortogonal
2.2 Registros geofísicos de pozo
Los pozos marinos LB-1, CA-1, y BO-1 contienen registros geofísicos de rayos Gamma (GR), Potencial Espontáneo (SP), Inducción Profunda (ILD), y el registro tiempo de tránsito (DT). La resolución de las lecturas en los registros de pozo es en promedio un dato cada 13 cm. Estos pozos también cuentan con un informe final que fue utilizado como apoyo para la interpretación litológica. El pozo TO-1 tiene los mismos registros geofísicos, pero carece de informe final y se desconocen los revestimientos de tubería y las condiciones de las corridas de los registros. De igual forma se realizó su interpretación para tomarlo como apoyo.
Las columnas litoestratigráficas se construyeron con el software Geographix de la plataforma LandMark. En general se siguieron los criterios del manual de interpretación de registros de Shlumberguer (Asquith y Gibson, 1982). El módulo Prizm (Log analysis) de Geographix se utilizó posteriormente para el análisis de las electrofacies siguiendo la metodología y los criterios descritos de el manual de Chevron (Chevron oil research., 1994). El registro RG se utilizó para la construcción de las columnas, ya que este registro proporcionó una mejor definición de los cambios litológicos. El análisis de electrofacies ayudó a identificar las variaciones granulométricas, e indirectamente, ayudo a proponer el ambiente sedimentario.
2.3 Configuración de horizontes, cronoestratigrafía y modelo de facies.
El modelo de facies se definió utilizando principalmente la geometría y las relaciones de contacto de los reflectores sísmicos que definen facies sísmicas características (Figura 5). Además, los estudios bioestratigráficos proporcionaron la paleobatimetría con base en el índice de palinomorfos marinos (Helenes, 2011). Que es una relación entre las especies marinas y continentales en las muestras de pozo.
Figura 5. Configuración de reflectores que definen las sismofacies en las líneas símicas; dónde A representa a las sismofacies ondulantes, B
3. Interpretación sísmica
3.1 Estratigrafía sísmica
Es una herramienta en la interpretación de paquetes sedimentarios que nos ayuda a entender los procesos y los factores depositacionales (Tabla 2). El principal objetivo de esta, es generar modelos geológicos sólidos y congruentes con la variedad de información disponible. Como ejemplo tenemos a la sismología, que nos da un marco regional de la geometría estratal, la interpretación de registros ofrece información más local y fina de la litología y de los sistemas depositacionales, con la bioestratigrafía obtenemos paleobatimetría y con cronoestratigrafía las relaciones temporales de los estratos (Chevron oil research, 1994). Se interpretaron 3 límites de secuencia regionales en toda la cuenca que definieron 4 unidades principales.
3.2 Definición de unidades o secuencias sedimentarias
La secuencia depositacional es la unidad básica de la estratigrafía de secuencias se trata de una sucesión de estratos más o menos concordantes ó reflectores sísmicos, genéticamente relacionados, limitados por discordancias regionales,
Factor Control
Subsidencia tectónica Espacio de acomodo
Nivel eustatico Patrones de estratos
Distribución de litofacies
Suministro de sedimento Relleno sedimentario
Profundidad del agua
Clima Ambiente biológico y
Químico
cada secuencia generalmente corresponde a ciclos eustáticos (Alonso B., et al.1989)(Tabla 3).
Existen dos tipos principales de discontinuidades (Catuneanu O., 2006):
Límite de secuencia tipo 1
Es una discontinuidad a nivel regional, que se origina cuando el nivel eustático del mar cae a mayor ritmo que el de la subsidencia de la cuenca, provocando en la plataforma erosión subaérea.
Límite de secuencia tipo 2
Se origina durante la exposición parcial de la plataforma, también se desarrolla cuando la tasa de descenso del nivel del mar es mayor que la tasa de subsidencia.
Para la determinación de los límites de secuencia que definen las unidades de la cuenca de Vizcaíno se utilizaron las terminaciones de los reflectores (Downlap, Toplap, Onlap) que señalan las discontinuidades principales en la cuenca.
Para propósitos descriptivos la cuenca Vizcaíno la dividimos en tres regiones (Figura 6): La región norte que comprende desde la línea 34 hasta el límite norte de la malla sísmica. Esta región se caracteriza por una plataforma continental más estrecha. La región centro comprende hasta la línea 20 que se localiza a la altura
Ciclo Duración
Primer orden 50 + Ma.
Segundo orden 5 – 50 Ma.
Tercer orden 0.5 – 5 Ma.
Cuarto orden 0.1 – 0.5 ma.
Quinto orden 0.01 – 0.1 Ma.
Sexto orden < 0.01 Ma.
de la Isla Cedros. La región sur hasta el límite sur de la malla sísmica en el mar, aunque la cuenca continúa hacia el sur bajo el complejo lagunar Ojo de liebre (figura 4).
3.2.1 Unidad 1
La Unidad 1 en la base es una secuencia de forma irregular por encima del basamento acústico. En la mayoría de las secciones su cima se encuentra entre los 1000 milisegundos (ms) al NE de la cuenca y profundiza hasta ~3000 ms hacia el NW. La base es difícil de distinguir debido a la baja resolución de las imágenes sísmicas, pero en algunas secciones (figura 7) fue posible distinguir un basamento acústico relacionado a rocas volcánicas o rocas cristalinas que fueron cortadas por los pozos. En la región norte y centro de la cuenca Vizcaíno la Unidad 1 presenta el mayor espesor hacia la costa, y se adelgaza hacia el centro y hacia el NW. En la parte sur la Unidad 1 mantiene un espesor importante en la costa, pero se adelgaza hacia el centro y engrosa de nuevo hacia él SE (figuras 8 y 9). Sin embargo, en esta región el basamento asciende localmente y fue cortado por el pozo BO-1 a 2600 m, lo que indica que la Unidad 1 se adelgaza considerablemente en ese sitio.
3.2.1.1 Facies sísmicas
3.2.1.2 Configuración de la cima de la Unidad 1 (LS-1)
La interpretación de la cima de la Unidad 1 se basa en la relación discordante que tienen los reflectores sísmicos y en un cambio de facies sísmicas sección arriba. Este cambio define el límite de secuencia 1 (LS-1) y la configuración del LS-1 en todas las líneas sísmicas define su superficie con profundidades máximas (hasta 3500 ms) en la región sur-oeste, con profundidades más someras hacia la región norte y sur. En el mapa de interpolación del LS-1 observamos que en la región sur las profundidades máximas definen el depocentro de la cuenca. Este depocentro es más somero en las regiones centro y norte, sin embargo en la malla sísmica la plataforma continental moderna es más angosta es posible que el depocentro de la cuenca mesozoica fuera afectado por la tectónica del Neógeno.
3.2.2 Unidad 2
La Unidad 2 es la de mayor espesor en toda la cuenca y se encuentra limitada por los límites de secuencia, LS-1 en la base y LS-2 en su cima. Este último límite de secuencia fue ubicado en la mayor parte de las secciones hacia los ~500 ms en la parte cercana a la costa y profundiza a ~1500 ms hacia el NW en la parte externa de la cuenca. En la región norte y centro (figura mapa de regiones) esta unidad tiene una forma de cuña hacia la costa actual de la península (figura 7), pero hacia la región sur esta unidad adquiere una geometría más tabular (figura 8). Hacia la región norte y centro de la cuenca los espesores más reducidos de la Unidad 2 se encuentran cercanos a la costa, aumentan de espesor hacia el centro de las secciones. Los mayores espesores se ubicaron en la parte oriental de la cuenca.
En la región sur la Unidad 2 también adelgaza hacia la costa, pero en la parte central de la cuenca su espesor aumenta considerablemente y presenta variaciones hacia el oeste en estructuras antiformes y sinformes que solo se presentan en esta región de la zona de estudio, aunque comparándolo con las regiones centro y norte el engrosamiento al SW se conserva.
3.2.2.1 Facies sísmicas
media de las secciones y en contraste con las regiones norte y centro, la base de la Unidad 2 se caracteriza por facies principalmente caóticas, ondulantes y subparalelas que cambian hacia la cima a facies paralelas y subparalelas.
Otra característica distintiva de la región sur se presenta en la parte externa de la cuenca, en donde dominan las facies caóticas y ondulantes en la base de la Unidad 2 y cambia a facies subparalelas y ondulantes en la cima.
3.2.2.2 Configuración de la cima de la Unidad 2 (LS-2)
La cima de la Unidad 2 (LS-2) en las regiones centro y norte muestra pocas variaciones en profundidad y cubre de forma regular la región central y norte de la cuenca, excepto en la parte externa y sur en donde profundiza hasta 1500 ms (figura 12). En la región SW el horizonte LS-2 define antiformes de baja amplitud (hasta 0.5 segundos) mejor definidos en las secciones. Al parecer su eje se orienta hacia el nor-noroeste, pero la correlación del eje de los antiformes es incierta debido a la baja cobertura sísmica. Alternativamente, los pliegues son de expresión local y tendrían una longitud aproximada de 6 km. En la sección sísmica 13 orientada norte a sur (figura 13) se observan antiformes cuyo eje posiblemente está cortado de forma oblicua por esta sección. También, en esta sección se observa que la parte superior de la Unidad 2 presenta variaciones de espesor al parecer controladas por la formación de los pliegues. Esto se muestra en terminaciones de “onlap” de los relfectores sísmicos sobre los flancos del antiforme. La parte media e inferior de la Unidad 2 no muestra estas relaciones de acuñamiento de los depósitos.
imágenes sísmicas se vuelven más ruidosas (difusas) hacia el suroeste de la cuenca, pero claramente se definen variaciones importantes en la profundidad de este horizonte que interpretamos son debidas a deformación sin y post sedimentaria. En general este límite de secuencia marca un cambio en la subsidencia de la cuenca.
3.2.3 Unidad 3
La Unidad 3 está limitada en su base por el LS-2 y parte superior por el LS-3, la cima de esta unidad profundiza ligeramente hacia el oeste y se encuentra entre los ~300 ms del lado de la costa y ~500 ms en la parte externa. La geometría de esta secuencia (Unidad 3) claramente está controlada por los pliegues observados en la región sur. Los mayores espesores se ubican en los sinformes de los pliegues y disminuyen sobre la cima. En la parte centro y norte este efecto no se observa y el espesor de la Unidad 3 aumenta ligeramente hacia la parte externa de la cuenca.
En la zona norte la Unidad 3 tiene poco espesor (200 ms a 300 ms) y forma tabular en la mayoría de las líneas sísmicas (figura 36). Solo el extremo oeste de las secciones muestra que la cima y la base profundizan y el espesor aumenta hasta 600 ms.
3.2.3.1 Facies sísmicas
La Unidad 3 se distingue por reflectores sísmicos lateralmente continuos que definen facies paralelas, subparalelas y ondulantes. En las regiones norte y centro, cercanos a la costa las facies son paralelas y lateralmente cambian a facies subparalelas hacia la parte media y externa de la cuenca. En la región sur cerca de la costa las sismofacies son paralelas y cambian a subparalelas, en la parte media en donde también se presentan ondulantes en la base y hacia la cima cambian a paralelas.
3.2.3.2 Configuración de la cima de la Unidad 3 (LS-3)
En el mapa de configuración del LS-3 se observan variaciones de 150 a 600 ms, que comparativamente con la variación del LS-1 y LS-2 mostraría una posición horizontal en la mayor parte de la cuenca. La variación más grande del LS-3 se presenta hacia el margen noroeste, en donde, se profundiza hasta los ~700 ms en el límite de la plataforma continental. En contraste, en la región centro y sur el LS-3 se mantiene a la misma profundidad que la parte central y localmente al oeste de Isla Cedros y norte de la península de Vizcaíno este horizonte se vuelve somero. En general el mapa de interpolación del horizonte LS-3 muestra una distribución subhorizontal en la mayor parte de la cuenca, aunque localmente se observan también altos y bajos hacia la parte W y SW (figura 14).
3.2.4 Unidad 4
La Unidad 4 tiene un espesor muy reducido en la mayor parte de la cuenca de Vizcaíno (<400 ms). La resolución de las líneas sísmicas y el tratamiento a la señal durante el procesado no permite definir si esta secuencia tiene una cima bien definida. Por este motivo la cima de la Unidad 4 se considera el fondo marino actual. En la región norte y centro la Unidad 4 tiene forma tabular de poco espesor en la mayor parte de la cuenca (250 ms), pero su espesor se incrementa hacia el quiebre de la plataforma continental moderna, en donde puede alcanzar hasta 600 ms (figura 7).
En la región sur la Unidad 4 tiene su mayor espesor en la parte central de la cuenca y se adelgaza hacia el oeste en las inmediaciones de Isla de Cedros y al norte de la península de Vizcaíno.
3.2.4.1 Facies sísmicas
La Unidad 4 se caracteriza por facies paralelas y subparalelas, los reflectores son lateralmente continuos y con alto contraste de impedancia.
En las regiones norte y centro se observa en general el mismo patrón de sismofacies paralelas de la costa a la parte externa de la cuenca. Hacia la parte central de las secciones, la geometría de algunas sismofacies sugiere la presencia de pequeños cuerpos lenticulares. Avanzando al oeste de las secciones se presentan discordancias locales definidas por sismofacies subparalelas con pendiente hacia el oeste que terminan en “onlap” y “downlap” sobre sismofacies paralelas y subparalelas.
Debido a que en la cuenca solo se encontraron tres discontinuidades mayores o límites de secuencia no se cuenta con un mapa de interpretación de un LS-4.
4. Estratigrafía de pozos
4.1 Pozo LB-1
La columna estratigráfica del pozo LB-1 se realizó con la interpretación de los registros RG (Rayos Gamma) y SP (Potencial Espontáneo), apoyados en el registro ILD (Induction Long Depth) y la descripción del informe final del pozo (PEMEX, 1979). Tomando como base la interpretación litológica y su correlación con los límites de secuencia interpretados en las secciones sísmicas, la estratigrafía de este pozo se dividió en 4 unidades ó secuencias principales separadas por discordancias mayores (figura 15). Se tomó como cima de cada unidad el límite de secuencia que le corresponde en las secciones sísmicas, que también se refleja en un cambio litológico en la columna estratigráfica del pozo LB-1
4.1.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria
Secuencia arriba se interpretaron estratos de arenisca conglomerática (2-20 m de espesor), con esporádicas intercalaciones delgadas de carbonatos reportados por PEMEX (1979) como caliza de tipo arrecifal con rudistas y caprínidos. Los estratos de caliza se distinguen en los registros por los bajos valores de RG y alta resistividad en intervalos de 0.50 a 3 m de espesor, que alternan con intervalos delgados de arenisca (2 a 5 m) y estratos más delgados de limolita (1 m) y lutita (2 m). Secuencia arriba, la Unidad 1 registra de nuevo intervalos de conglomerados de espesor variable, desde 2 m hasta 60 m, con intercalaciones de arenisca conglomerática de hasta 125 m de espesor. También incluye intervalos de arenisca (3 a 25 m), arenisca arcillosa (7 a 15 m), lutita arenosa (4-45 m), limolita (2 m) y lutita (2-62 m).
Las electrofacies identificadas en la Unidad 1 incluyen un patrón granocreciente en forma de embudo (E1lb) y 9 m de espesor (2303 – 2312 m) que representa una sucesión de lutita arenosa que grada a arenisca y arenisca conglomerática. En 2268 – 2286 m se observa un patrón en bloque (B1lb) de 18 m de espesor, se interpreta como un intervalo de conglomerado que grada a la cima a arenisca conglomerática. Una electrofacies en forma de campana (C1lb) en 2136 - 2141 m, define un patrón granodecreciente de 6 m de espesor que representa una secuencia de grano fino de arenisca arcillosa, lutita arenosa y limolita.
4.1.2 Unidad 2 Secuencia de lutita y arenisca
80 m) y esporádicos horizontes de limolita (2 – 6 m). Estas variaciones litológicas de sedimentos terrígenos de grano fino, se reflejan en electrofacies de embudo (granocreciente), en bloque (intervalos uniformes) y de campana (granodecreciente).
La primer electrofacies representativa de la Unidad 2 se define por un patrón de embudo a 2068 – 2077 m con 9 m de espesor conformado por lutita, lutita arenosa y arenisca (figura 16). Más arriba se observan apilamientos de electrofacies en bloque; por ejemplo, en el intervalo 2017 – 2033 m se define un bloque (B2lb) de 16 m de espesor de arenisca. Más arriba en la secuencia se define un patrón granocreciente de embudo (E3lb) de 8 m en el intervalo 1528 – 1534 m que interpretamos está formada por arenisca, lutita arenosa y lutita. Subiendo en la columna de 1238 – 1244 m se defina una electrofacies granodecreciente en forma de campana (C2lb) con 7.8 m de espesor, formada por arenisca arcillosa, limolita y lutita, a pocos metros de esta electrofacies en 1202 – 1213 m, se observa patrón granocreciente de embudo (E4lb) de 12.6 m de espesor conformado por lutita, lutita arenosa y arenisca. Esta variación de electrofacies y la variación de espesor en los depósitos sugieren alternancia de ambientes someros a ambientes en la plataforma.
4.1.3 Unidad 3 Secuencia de lutita arenosa y lutita
de embudo (E5lb) con ~9 m de espesor, conformado por lutita, lutita arenosa y arenisca arcillosa. La cima se estableció con base a un cambio en los registros de RG e ILD que marcan el inicio de una depositación de arenas con menor contenido de sedimentos de grano fino.
4.1.4 Unidad 4 Secuencia de arenisca
La Unidad 4 se caracteriza por estratos de arenisca que forman electrofacies en forma de bloque de 1 a 13 m de espesor. La separación de los bloques es por intercalaciones delgadas de arenisca arcillosa, limolita y lutita en estratos entre 0.3 y 2 m de espesor. En esta unidad, el cambio hacia un bloque se define mediante una electrofacies granocreciente de forma de embudo (E6lb) con 7 m de espesor, conformada por lutita arenisca arcillosa y arenisca. En el intervalo 260 – 271 m, una electrofacies en forma de bloque (B4lb) con 11 m de espesor que se interpreta como un intervalo de arenisca franca por su baja respuesta en RG con valores constantes (figura 16).
4.1.5 Síntesis estratigráfica.
D
E1lb C
E2lb
H
H
G
Figura16. Electrofacies interpretadas en los registros de pozo LB-1. En A se muestra la respuesta del registro ILD de los estratos de caliza arrecifal descritos en el reporte de PEMEX (1976). El registro sale de la escala horizontal de 0.2 a 200 Ohm/m. E, electrofacies granodecreciente en forma de campana, B, D, G, H e I son electrofacies granocrecientes, C,
F y J son electrofacies de patrón de bloque. De B a F los registros de RG tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
E J
D
B
A F
E3lb
B2lb B4lb
E3lb
I E6lb
Unidad 1 C1lb
B1lb
E1lb Unidad 1
Unidad 1 Unidad 2
Unidad 2
4.2 Pozo CA-1
La columna litoestratigráfica de este pozo (3730 a 205 m), también comprende en la base una secuencia volcanosedimentaria de granos grueso, que incluye intervalos de conglomerado polimicítico (PEMEX, 1979) de hasta 130 m de espesor. Alterna con intercalaciones delgadas de arenisca conglomerática, arenisca, arenisca arcillosa, escasos horizontes de limolita y grandes espesores de lutita (110 m de espesor) hasta los 2405 m de profundidad. Sección arriba dominan litologías de grano fino hasta los 528 m de profundidad, de arenisca arcillosa, lutita arenosa y grandes espesores de lutita (190 m de espesor), con escasa presencia de paquetes de conglomerados, arenisca y limolita. Por arriba de esta secuencia, prevalece litología de grano fino hasta la cima de la columna. Este pozo también se divide en 4 unidades principales separadas por discordancias mayores, identificadas en las secciones sísmicas.
4.2.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria
La primer electrofacies identificada en la Unidad 1 corresponde a un patrón granodecreciente en forma de campana (C1c) de 17 m de espesor (3645 – 3628 m) que constituye una sucesión de conglomerado y arenisca. Le sigue en 3301 - 3272 m un apilamiento de electrofacies en bloque (B1c) de 30 m de espesor, que incluye arenisca conglomerática (7 m), conglomerado (5 m), arenisca arcillosa (3 m) y arenisca (14.7 m). Más arriba se identifico una electrofacies en bloque (B2c) de 20 m de espesor (2952-2932 m), dentro de un paquete my grueso de conglomerado franco.
4.2.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca
La Unidad 2 contiene importantes depósitos de conglomerado intercalados en la secuencia de grano fino, marcando así una diferencia con las características de esta misma unidad en el pozo LB-1, que es predominantemente de grano fino. Esta unidad tiene un espesor de 1505 m, de los 2405 m hasta los ~900 m de profundidad. La discordancia observada en la sección sísmica coincide con la base de la Unidad 2 y litológicamente se caracteriza por la presencia de paquetes de arenisca de 6 a 50 m de espesor. A diferencia del pozo LB-1, estos intervalos arenosos están seguidos de horizontes de arenisca conglomerática (20 m de espesor), conglomerados (12 – 48 m de espesor) intercalados con paquetes de limolita (4 m de espesor) y lutita (44 – 50 m de espesor). Secuencia arriba la Unidad 2 se caracteriza por potentes paquetes de lutita que van de los 4 a los 180 m de espesor, separados por delgados horizontes de limolita (4 – 10 m), lutita arenosa (4 – 46 m), arenisca arcillosa (2 – 38 m) y arenisca (3 – 90 m).
electrofacies con patrón en bloque (B5c) de 21 m de espesor, constituido por arenisca (4 m), conglomerado (13 m) y limolita (4 m). En el intervalo de 1019-940 m, se identifica un patrón granocreciente de embudo (E1c) de 76 m de espesor, constituido por lutita (23 m), arenisca arcillosa (15 m), lutita (6 m) y arenisca (27 m). En síntesis, la Unidad 2 en el pozo CA-1 presenta intervalos de conglomerado hacia la base y depósitos de grano fino hacia la cima (arenisca arcillosa a lutita dominante).
4.2.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita
La Unidad 3, tiene ~540 m de espesor y comprende de los 900 m hasta los 360 m de profundidad en el pozo CA-1. La base se distingue por una intercalación de arenisca, arenisca arcillosa intercalada con delgados horizontes de lutita, mientras que la cima se distingue por una gruesa capa de lutita arenosa de 60 m de espesor. Está conformada por intercalación de paquetes muy gruesos de lutita arenosa (10 – 60 m de espesor) y lutita (34 – 54 m de espesor).
La base de esta unidad en los registros nos marca valores bajos en el RG, mientras que en la cima se observaron valores de altos en el RG y perfiles aserrados correspondientes a lutitas. No se observo alguna electrofacies distintiva en esta unidad.
4.2.4 Unidad 4 Secuencia de lutita
unidad no se observaron electrofacies bien definidas, solo perfiles aserrados distintivos de litología de grano fino a muy fino.
4.2.5 Síntesis estratigráfica
De forma similar al pozo LB-1, la secuencia estratigráfica del pozo CA-1, comprende 4 unidades separadas por 3 discordancias regionales. Las dos primeras unidades se constituyen de litología de grano grueso a medio en su base y gradan a depósitos de grano fino. Estas dos litofacies están representadas por electrofacies en bloque, graduando a grano fino, que definen electrofacies en campana, hacia la cima de estos tenemos a las discordancias mayores, y al contrario de la columna del pozo LB-1 las unidades 3 y 4 tienen un aumento de lutita y disminución de arenisca, sin alguna electrofacies distintiva.
Figura18. Electrofacies interpretadas de los registros del pozo CA-1. A representa la única electrofacies granodecreciente en forma de campana; B, C y D son electrofacies de apilamientos de bloque. Todos los registros tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
Unidad 2 Unidad 1
Unidad 1
4.3 Pozo BO-1
La descripción del informe final del pozo (PEMEX, 1978) indica que la columna estratigráfica descansa discordantemente sobre un basamento cristalino datado por el método de K/Ar (en plagioclasa), en 135±9 Ma (Jurásico-Cretácico) (figura 19).
En los pozos CA-1 y LB-1 se tomó como cima de cada unidad el límite de secuencia a partir de las secciones sísmicas, dando como resultado 4 unidades principales. Debido a que el intervalo del registro no incluye la parte superior del pozo, solo se identificaron las unidades 1, 2 y 3. De la base a la cima (2500 - 500 m). La columna está conformada por una secuencia clástica de grano grueso en la base, que incluye una intercalación de conglomerado y arenisca conglomerática que cambia a arenisca, arenisca arcillosa, limolita, lutita arenosa y lutita hasta los 1326 m de profundidad. Los paquetes más gruesos son de lutita arenosa con espesores de hasta 80 m e intervalos de lutita con espesores de hasta 130 m. Los paquetes más delgados son de conglomerado (5 – 20 m de espesor), arenisca conglomerática (3 – 10 m de espesor) y arenisca (3 – 20 m). Sección arriba prevalecen intercalaciones de arenisca conglomerática, arenisca arcillosa, lutita arenosa y lutita, estos últimos son de mayor espesor con hasta 90 m. Los más delgados corresponden a la arenisca arcillosa con hasta 3 m de espesor.
4.3.1 Unidad 1 Secuencia de conglomerado a lutita
(25 – 40 m) y arenisca arcillosa (10 a 30 m). Estos cambios litológicos no electrofacies distintiva.
4.3.2 Unidad 2 Secuencia de conglomerado a lutita
La Unidad 2 se encuentra de los 2060 hasta los 1090 m de profundidad. La base de esta unidad se constituye por paquetes de conglomerados (3 a 19 m de espesor), arenisca conglomerática (2 – 12 m), arenisca (5 – 12 m), dividiendo esta secuencia se tiene un cuerpo de lutita (62 m). En la parte media de la unidad se interpretaron intercalaciones de paquetes de arenisca (6 – 10 m de espesor) y arenisca conglomerática (10 hasta 16 m). Secuencia arriba se interpretaron potentes estratos de lutita (30 – 134 m) con intercalación de lutita arenosa (9 – 38 m) y arenisca arcillosa (6 – 22 m).
La primer electrofacies en la Unidad 2, se define por un patrón de apilamiento de ciclos de campana (C1b) con 21 m de espesor y constituida por arenisca arcillosa (6 m), lutita arenosa (5 m) y lutita (9 m). En el intervalo 1940 – 1960 m se define un estrato continuo de forma de bloque (B1b) con 13 m de espesor de conglomerado. En 1777-1807 se interpreto un apilamiento de electrofacies en bloque con 30 m de espesor, conformado por estratos de conglomerado (4- 8 m) y paquetes de arenisca conglomerática con electrofacies en bloque de 2 a 4 m de espesor.
4.3.3 Unidad 3 Secuencia arenisca arcillosa y lutita
La unidad 3 abarca de 1090 m a los 500 m. Inicia con secuencias de potentes paquetes de lutita (6 – 92 m de espesor) intercalados con horizontes de arenisca arcillosa (8 – 22 m de espesor), lutita arenosa (7 – 16 m de espesor), un potente estrato de arenisca conglomerática de 54 m de espesor y en la cima de la columna un paquete de arenisca de 8 m de espesor.
4.3.4 Síntesis estratigráfica.
En términos generales, el pozo BO-1 cortó facies de grano grueso (conglomerado, arenisca conglomerática y arenisca) equivalentes a las secuencias de gran fino (arenisca arcillosa, limolita y lutita) reportados en los dos pozos ubicados en la zona axial de la cuenca Vizcaíno (CA-1 y LB-1). Las secuencias presentan forma acerrada sin algún patrón definido, excepto algunos escasos paquetes en bloque, campana y embudo.
4.4 Pozo TO-1
La columna litoestratigráfica del pozo TO-1 (4455 a 205 m) se construyó de la interpretación de los registros SP e ILD y algunas partes con el RG. Este pozo no cuenta con informe final de PEMEX, y solo se tiene una sección estratigráfica estructural entre el pozo BO-1 y TO-1, de donde se tomaron las edades relativas (figura 21). Al igual que los pozos LB-1 y CA-1, la sestratigrafía se divide en 4
Figura 20. Electrofacies interpretadas en la columna del pozo BO-1. A representa la única electrofacies granodecreciente en forma de campana, B, C y D son electrofacies de apilamientos de bloque. Todos los registros tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.
Unidad 1 Unidad 2
unidades principales, y parecido al pozo BO-1, descansa sobre un basamento volcánico andesítico (PEMEX, 1979).
4.4.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria
De la base a la cima, Unidad 1 se extiende de los 4455 m hasta los 2355 m. Esta se compone en su parte basal de 150 m de basamento volcánico de tipo andesítico, le siguen intercalaciones de conglomerado de gran espesor (5 m a 105 m) que desaparecen hacia la parte media y superior de la unidad, otras secuencias de grano grueso que aparecen en la parte inferior son horizontes de arenisca conglomerática de 5 m a 25 m de espesor, que grada a arenisca que va de los 5 m hasta los 63 m de espesor, hacia los 4055 m de profundidad aparecen los primeros horizontes de grano fino con lutita arenosa intercalados con horizontes de arenisca arcillosa (20 m hasta 135 m de espesor), lutita que va de los 15 m hasta los 115 m de espesor y un único horizonte de limolita de 50 m de espesor.
Figura 21.Columna estratigráfica del pozo TO-1, obtenida a partir de los registros SP, ILD y RG. Se observan las 4 unidades principales divididas por 3 discordancias mayores (líneas punteadas). Las edades fueron compiladas de una columna estratigráfica de PEMEX.
4.4.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca
Esta abarca de los 2355 m hasta los 675 m de profundidad, se caracteriza porque en esta unidad desaparecen las secuencias de grano muy grueso y solo se observan litologías medias a finas, en la base de esta unidad se observan intercalaciones de litología de arenisca ó con algún porcentaje de arena; arenisca (15 m a 44 m), arenisca arcillosa (10 m - 60 m), lutita arenosa (5 m - 45 m) y un delgado horizonte de limolita (5 m), a los 1940 m termina con la aparición de un potente horizonte de lutita de 120 m de espesor, sobre este descansan intercalaciones de arenisca (10 m - 105 m de espesor), arenisca arcillosa (10 m a 80 m), lutita arcillosa (5 m hasta 155 m de espesor) y lutita (5 m – 120 m) de espesor. Las electrofacies comienzan en los intervalos 2355 – 2340 m y 2270 m – 2230 m, con la presencia de bloques de arenisca (B3t y B4t), subiendo en la columna se define una electrofacies de embudo (E3t) ó granocreciente, formada por lutita arenosa en la base, arenisca arcillosa en la parte media y arenisca en la cima. Más arriba de la secuencia tenemos un apilamiento de bloques de arenisca (B5t) separados por delgadas capas de arenisca arcillosa (Fig...) y por último en el intervalo 820 m - 795 m, tenemos una electrofacies en bloque de arenisca.
4.4.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita
arenisca arcillosa en la base y arenisca en la cima. Sobre esta tenemos en el intervalo 500 m – 410 m, una electrofacies en bloque (B7t) de arenisca (figura 22).
B7t
F C1t
B2t
H
B5t C
B
A E
D
C2t
E1t
G
E3t E4t
Figura 22. Electrofacies interpretadas de los registros del pozo TO-1. A, E y G son electrofacies granocrecientes en forma de embudo, B y C son electrofacies granodrecrecientes o de campana. D, F y H electrofacies de forma de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de -150 a 40 MV.
Unidad 1 Unidad 1 Unidad 1 Unidad 1
4.4.4 Unidad 4 Secuencia lutita
La Unidad 4 abarca los últimos 130 m de la columna estratigráfica de los 335 m a 205 m de profundidad. La base se compone de 30 m de lutita arenosa, le sigue un horizonte de lutita de 10 m, y por último un estrato de gran espesor (78 m) de lutita arenosa. No se observaron electrofacies representativas.
4.4.5 Síntesis estratigráfica
5. Discusiones
5.1 Cronoestratigrafía de la cuenca de Vizcaíno
5.1.1 Edad de las secuencias estratigráficas
La correlación de los limites de secuencia y la cronoestratigrafía de los pozos LB-1, CA-LB-1, BO-1 y TO-1 realizada por Helenes et al. (2011) permite proponer la edad de las cuatro principales secuencias o unidades sedimentarias identificadas en este trabajo. En la parte norte de la cuenca los limites de secuencia 1, 2, y 3 coinciden con discordancias cronoestratigráficas (figura 15). La cima de la Unidad 1 en la línea sísmica 36, que contiene el pozo LB-1, se ubica entre el Turoniense temprano y el Albiense. Este límite está marcado por un cambio litológico de lutita arenosa a arenisca limpia y cambia progresivamente a depósitos con mayor contenido de arcilla, principalmente observado en el registro ILD. Por debajo de este límite la Unidad 1 se caracteriza por conglomerados con arenisca y lutita subordinadas. La paleobatimetría propuesta por Helenes et al (2011) muestra un cambio abrupto de ambiente de depósito a través del LS-1; de continental-transicional a ambiente nerítico y a batial superior, lo que sugiere una importante transgresión marina a fines del Cenomaniense tardío al Turoniense temprano (91-94 Ma).
La edad en la base de la Unidad 2 según el pozo LB-1 estaría definida entre el Cenomaniense tardío a Santoniense (91.5-84 Ma). La cima es de edad Maastrichtiense, ya que el LS-2 separa por arriba a una secuencia de lutita (Unidad 3), cuya base es de edad Paleoceno Tardío a Paleoceno Temprano en este pozo.