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Revista de la Asociación Geológica Argentina

versión impresa ISSN 0004-4822

Rev. Asoc. Geol. Argent. vol.68 no.4 Buenos Aires oct./dic. 2011

 

ARTÍCULO

Evolución del campo de esfuerzos horizontal desde el eoceno a la actualidad en la cuenca neuquina

 

Cecilia G. Guzmán1,2 , Ernesto O. Cristallini1,2, Víctor H. García1,3,4, Daniel l. Yagupsky1,2 y Florencia Bechis1,5

1 Laboratorio de Modelado Geológico del Instituto de Estudios Andinos don Pablo Groeber, Departamento de Ciencias Geológicas,
Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Buenos Aires.
E-mail: ceciliagguzman@hotmail.com
2 IDEAN - Instituto de Estudios Andinos (CONICET-UBA), Buenos Aires.
3 Instituto de Investigación en Paleobiología y Geología, Sede Alto Valle, UNRN, General Roca, Río Negro
4 Consejo Nacional de investigaciones Científicas y Técnicas.
5 IIDyPCA (CONICET, Universidad Nacional de Río Negro), San Carlos de Bariloche, Río Negro.

Recibido: 21 de octubre, 2010.
Aceptado: 2 de septiembre, 2011.

 


Resumen

Para estudiar la continuidad y la evolución en el tiempo de la dirección de los esfuerzos horizontales en el ámbito de la cuenca Neuquina, se integraron resultados previamente obtenidos a partir del análisis de breakout de pozos con información de diques de asfaltita presentes en la región y diques volcánicos medidos en las sierras de Cara Cura y Reyes. Los diques de bitumen de la cuenca Neuquina se formaron durante el Paleoceno - Eoceno en un contexto en el que el esfuerzo máximo era horizontal y con orientación NE. Dentro de los diques volcánicos analizados se reconocieron dos poblaciones principales, población I (NE) y población II (NNE) y una secundaria, la población III (NO). La edad de estos diques no está aun bien establecida, pero se los relaciona a un evento magmático del Oligoceno tardío - Mioceno. Tanto entre los diques de bitumen como entre los volcánicos se logró diferenciar una población del tipo I (ENE- NE), dejando en evidencia la dirección del esfuerzo máximo al tiempo de su formación. Más allá de las incertidumbres sobre la edad de los diques volcánicos y de bitumen, se interpreta que durante gran parte del Terciario la orientación del esfuerzo horizontal máximo fue NE. Sin embargo, los datos de breakout muestran que en la actualidad es algo distinto con una dirección media ENE. Este cambio en la dirección de los esfuerzos es coherente con el cambio en el vector de subducción producido entre el Eoceno y la actualidad.

Palabras clave: Esfuerzos; Diques; Breakout; Retroarco; Andes Centrales.

Abstract

Horizontal Stress Field Evolution from Eocene to Present in Neuquen Basin.

Continuity and evolution in time of the horizontal stress direction in the Neuquen Basin area, derived from the analysis of recent borehole data and orientation of volcanic dykes measured in outcrop in the Cara Cura and Reyes Ranges is presented. The bitumen dykes along the Neuquén Basin were formed during Paleocene - Eocene in a context where the maximum stress was horizontal and had a NE. Within the analyzed volcanic dykes two major groups have been recognized, group I (NE orientation) and group II (NNE orientation) and a secondary group III (NW orientation). The age of these dykes is still not well established, but they were related to a Late Oligocene - Miocene magmatic event. Both for the volcanic and bitumen dykes a type I group (ENE-NE orientation) has been recognized, evidencing the maximum stress direction at the time they were formed. Beyond the uncertainties in the volcanic and bitumen dykes age, it is interpreted that during great part of Tertiary, the orientation of the horizontal maximum stress was NE. However, the breakout data shows that the actual horizontal maximum stress is a little different with a ENE mean direction. This change in the direction of stress is consistent with the change in the subduction vector produced between the Eocene and today.

Keywords: Stress; Dikes; Breakout; Retroarc; Central Andes.


 

INTRODUCCIÓN

Cada porción de la corteza terrestre se encuentra sometida a un estado de esfuerzos particular. Los orígenes de estos esfuerzos son variados, siendo los más importantes los gravitacionales y los tectónicos en general. Esto significa que para un determinado punto en la corteza, la disposición de los esfuerzos principales va a variar en el tiempo de acuerdo a la configuración tectónica y la disposición de la topografía a su alrededor. Conocer la geometría del campo de esfuerzos para una región y su evolución en el tiempo es importante tanto en términos científicos, como económicos (Fuchs y Müller 2001, Bell y Babcock 1986, Ask 2004), ya que ayuda desde la evaluación de riesgos sísmicos, a la exploración y explotación de reservorios fracturados de minerales e hidrocarburos.

En este trabajo se incursiona en la evolución durante los últimos 40 Ma del campo de esfuerzos actuante en el antepaís andino de la región neuquina y sur mendocina. Este sector posee gran actividad económica vinculada a la industria de hidrocarburos y los resultados aquí expuestos pueden ser de interés para la optimización del drenado de los yacimientos ubicados en la región.

El estudio de la evolución del campo de esfuerzos, se puede dividir en dos problemáticas. La primera es la de entender las direcciones de los esfuerzos en la actualidad; en este sentido, es la más sencilla, ya que éstos se pueden interpretar de datos de pozos (breakouts) e incluso medir en el terreno (stress-meters). En este caso, se utilizaron los datos de breakout de Guzmán et al. (2007) y Guzmán (2007), basados en la interpretación de más de una centena de pozos distribuidos por la región de estudio. La segunda problemática es la de interpretar cómo fueron las direcciones de los esfuerzos en el pasado; ésta es, sin duda, la más compleja, ya que se basa en la interpretación de estructuras, que en algunos casos no cuentan con toda la información deseable.

La información que se utilizará en lo que concierne al campo de esfuerzos actual se encuentra normalizada por el proyecto World Stress Map (Zoback et al. 1989), una base de datos mundial que reúne datos direccionales de esfuerzos horizontales máximos y/o mínimos actuantes en la corteza terrestre. La información allí recopilada proviene de diferentes fuentes y de distintas técnicas de medición (Zoback 1992, Heidbach et al. 2008, Guzmán 2007, Guzmán et al. 2007 y Guzmán y Cristallini 2009). Guzmán (2007) realiza una investigación e interpretación detalladas del campo de esfuerzos horizontal a lo largo del retroarco de Neuquén y Mendoza, a partir del cálculo de breakout de pozos mediante el análisis de los calibres de los perfiles de buzamiento. En los trabajos mencionados (Guzmán 2007, Guzmán et al. 2007 y Guzmán y Cristallini 2009) los autores procesaron alrededor de 140 pozos distribuidos a lo largo de la cuenca Neuquina. De los 140 pozos de la cuenca Neuquina, en 115 se pudo reconocer la presencia de breakout y calcular su dirección. Los datos fueron clasificados siguiendo los criterios propuestos por el World Stress Map Project (Guzmán 2007 y Guzmán et al. 2007). A lo largo del retroarco Andino de la cuenca Neuquina la orientación de los esfuerzos principales está principalmente controlada por la acción de la fuerza de subducción (Az. 80º) y las fuerzas topográficas (E-O). Los resultados obtenidos de la dirección del esfuerzo horizontal máximo por Guzmán (2007) y Guzmán et al. (2007) tienen una dirección media de azimut 88,7º con un intervalo de confianza del 95% de 13,3º y son acordes con los valores esperados. Para interpretar cómo fueron las direcciones de los esfuerzos en el pasado se puede utilizar la información que brindan las fracturas de tensión. Dichas fracturas de mediana y gran escala (metros a kilómetros de longitud), suelen rellenarse con algún material, inicialmente fluido, dando origen a vetas y diques y son muy buenas indicadoras del campo de esfuerzos, ya que se desarrollan perpendiculares al esfuerzo principal mínimo s3.

Con el objetivo de estudiar la continuidad y la evolución en el tiempo desde el Terciario a la actualidad de la dirección de los esfuerzos horizontales a lo largo de la cuenca Neuquina, se integraron los resultados previamente obtenidos a partir del breakout de pozos (Guzmán 2007, Guzmán et al. 2007) con información de diques de asfaltita (Borello 1956, Parnell y Carey 1995, Cobbold et al. 1999, Guzmán 2002) y diques volcánicos medidos en la zona de sierra de Cara Cura y sierra de Reyes (Guzmán 2007). Se realizaron trabajos de campo en las cercanías del anticlinal Pampa Tril y sur de sierra de Reyes (Fig. 1) para recolectar información sobre los diques de asfaltita, y en la zona de la sierra de Cara Cura para inspeccionar, muestrear y medir diques volcánicos. Se analizó el campo de esfuerzos bajo el cual se formaron y su evolución en el tiempo.


Figura 1: Mapa regional simplificado de la zona de estudio (modificado de Sagripanti et al. 2011).

Los resultados obtenidos ponen luz sobre la configuración del campo de esfuerzos a la que estuvo sometida la región del retroarco andino de Neuquén y Mendoza en los últimos 40 Ma.

MARCO GEOLÓGICO

La zona donde se llevó a cabo el trabajo de campo se encuentra en el retroarco de los Andes del sur de Mendoza y norte de Neuquén, entre los 36º30´ y 37º15´ de latitud sur y los 69º30´ y 70º de longitud oeste (Fig. 1). En ella se distingue un tren submeridiano de estructuras anticlinales de basamento que incluye a la sierra de Cara Cura, la sierra de Reyes, los anticlinales de Pampa Tril y el de la Yesera (Viñes 1990). Se ubican dentro de lo que Viñes (1990) y Manceda y Figueroa (1995) denominan como el segmento central de la faja plegada y corrida andina. Este segmento está constituido por tres bloques principales de basamento de rumbo aproximado N-S (cordillera del Viento, La Yesera - Tromen y sierra de Cara Cura - Reyes) (Fig. 1).

Estas estructuras fueron interpretadas por algunos autores como el resultado de la inversión tectónica de antiguas fallas extensionales que delimitaban los grábenes del Triásico - Jurásico Temprano (Viñes 1990, Kozlowski 1991, Manceda y Figueroa 1993, Uliana et al. 1995). Su levantamiento se produjo durante la orogenia andina, a partir del Cretácico Tardío (Ramos 1978, Vergani et al. 1995, Manceda y Figueroa 1995, Zapata et al. 1999, Cobbold y Rosello 2003, Zapata y Folguera 2005). Dichas estructuras anticlinales son asimétricas con vergencia oriental y su levantamiento se dio a través de corrimientos ciegos no emergentes (Kozlowski et al. 1996). En el área de Huantraico (Fig. 1), ubicada hacia el sureste, existe una secuencia volcánica cenozoica, discordante sobre los depósitos del Grupo Malargüe del Cretácico Superior - Terciario inferior (Fig. 2). Ramos y Barbieri (1988), según dataciones radiométricas, obtuvieron una edad de 36 ± 2 Ma para los niveles basales, estableciendo el inicio del volcanismo a principios del Oligoceno. Esta secuencia se encuentra plegada, por lo que la etapa de deformación principal de este sector sería post-oligocena (Zamora Valcarce y Zapata 2005). Por otro lado, Kozlowski et al. (1996) afirman que la edad del levantamiento de los anticlinales está determinada por las volcanitas terciarias del sinclinal de Huantraico, correspondiente a la Formación Tristeza, que yacen horizontales en su núcleo. Por debajo de esta unidad se encuentran basaltos terciarios plegados de edad 17,8 y 20,1 Ma (Kozlowski et al. 1996).


Figura 2: Columna estratigráfica de la cuenca Neuquina (modificado de Zamora Valcarce 2006).

En la zona se reconocen estructuras de primero y segundo orden; las de segundo orden son aquellas desarrolladas en la cobertura sedimentaria con una menor longitud de onda que las de primer orden y se dan a partir de la inserción de cuñas de basamento dentro de las sedimentitas jurásicas (Zapata et al. 1999). Las estructuras de primer orden corresponden a amplios anticlinales generados por fallas compresivas de vergencia oriental que involucran al basamento.

Los anticlinales de la Yesera y de Pampa Tril son, según Kozlowski et al. (1996), anticlinales de basamento o estructuras de primer orden, levantados por corrimientos de vergencia oriental, separados por el escalón estructural Curaco (Kozlowski et al. 1996). Estos elementos estructurales están cubiertos por coladas basálticas del volcán Tromen, ubicado al oeste de los anticlinales. En el caso del anticlinal de Pampa Tril, el desplazamiento producido por el corrimiento de basamento se traslada a los depósitos del Grupo Mendoza (Fig. 2) que se deforman en estructuras apretadas, como los pliegues que se encuentran cercanos a la zona de El Portón (Fig. 1), ubicados en la zona triangular desarrollada en el limbo oeste del sinclinal de Huantraico (Viñes 1990). Por lo tanto, al este del anticlinal de Pampa Tril, el frente de corrimientos presenta estructuras de piel fina que están conectadas con una lámina de basamento que genera una zona triangular frontal (Zamora Valcarce y Zapata 2005).

Las sierras de Cara Cura y Reyes, corresponden a braquianticlinales asimétricos fuertemente apretados, de vergencia oeste orientados N-S. Poseen un cierre en los extremos norte y sur, presentan un flanco occidental empinado y un flanco oriental más tendido, y en sus núcleos aflora el Grupo Choiyoi (Fig. 2) (Kozlowski et al. 1993). La sierra de Cara Cura tiene una longitud de 20 km, un ancho de 8 km y un desnivel topográfico de unos 1000 metros. La estructura principal, ubicada al oeste, se encuentra orientada en la dirección NNE y presenta su flanco frontal al oeste con capas en posición subvertical, mientras que el limbo dorsal se caracteriza por una suave pendiente hacia el este. Un anticlinal de menor tamaño se localiza al este, presenta un rumbo aproximado N-S y fue interpretado como un pliegue asimétrico por propagación de falla (Pángaro et al. 2004). En el núcleo de estos anticlinales afloran más de 800 metros de rocas volcánicas y volcaniclásticas continentales correspondientes relleno de sinrift de la cuenca Neuquina, incluido en el ciclo Precuyano (Gulisano 1981, Pángaro et al. 2004). Estos depósitos presentan importantes variaciones de facies, tanto en sentido lateral como vertical, y fueron interpretadas como el resultado de la actividad volcánica de domos y estratovolcanes bimodales con períodos de retrabajo sedimentario (Pángaro et al. 2004). La sierra de Reyes se sitúa en el extremo suroccidental de la provincia de Mendoza. Está limitada al norte por el cerro Mayal o Silla Negra que la separa de la sierra de Cara Cura. Hacia el oeste y sur está limitada por el río Colorado y hacia el este se desarrolla una zona deprimida denominada pampa del Carrizo (Narciso et al. 2001). Esta sierra abarca una extensión aproximada de 32 km de longitud por 14 km de ancho, con un desnivel topográfico de 1300 m y consta de dos anticlinales paralelos, de rumbo N-S (Pángaro et al. 2004). Sobre el flanco oriental se desarrolla una zona triangular que es la continuación norte de la descrita al este del anticlinal de Pampa Tril. El desarrollo y distribución de facies evaporíticas de la Formación Huitrín (Fig. 2) controló la formación de estas zonas triangulares (Kozlowski et al. 1993, Dicarlo 2005).

Según algunos autores, ambos conjuntos de estructuras (sierras de Cara Cura y Reyes) estarían vinculadas a la inversión tectónica de hemigrábenes de orientación NNE (Manceda y Figueroa 1995, Uliana et al. 1995, Zamora Valcarce y Zapata 2005). Por otro lado, Pángaro et al. (2004) sugieren que las fallas que limitan las sierras de Cara Cura y Reyes podrían ser fallas inversas andinas, sin inversión tectónica, teniendo en cuenta que las fallas normales internas al depocentro no presentan orientaciones similares al rumbo NNE de las estructuras anticlinales terciarias que conforman las sierras (Pángaro et al. 2004, Giambiagi et al. 2008, Bechis 2009).

DIQUES VOLCÁNICOS Y DE BITUMEN, REPRESENTANTES DEL CAMPO DE ESFUERZOS EN EL PASADO

Diques de bitumen
Los diques de bitumen fueron descritos en numerosas regiones petrolíferas del mundo y están compuestos por residuos sólidos o semisólidos de la migración de hidrocarburos (Abraham 1960, Carey et al. 1993, Hunt 1995, Cobbold et al. 1999). Se da el nombre de bitumen a cualquier ocurrencia de hidrocarburo sólido, más allá de su origen, que puede corresponder tanto al primer producto de la maduración de una roca madre rica en materia orgánica u originarse a partir de la degradación biológica del petróleo (Abraham 1960, Hunt 1995, Cobbold et al. 1999).

La cuenca Neuquina posee una gran cantidad de diques de bitumen (Carey et al. 1993) que se reúnen en una franja de 500 km de largo y 100 km de ancho, paralela al eje de los Andes. Al igual que en otras cuencas petrolíferas del mundo, la mayoría de los diques de bitumen de la cuenca Neuquina se formaron por fracturas de tensión con una orientación perpendicular al esfuerzo mínimo, bajo el efecto combinado de la tectónica local, regional y la sobrepresión de fluidos (Verbeek y Grout 1992, Cobbold et al. 1999). Borrello (1956) y más tarde Parnell y Carey (1995) indican que los diques fueron intruídos como un líquido viscoso en condiciones de alta presión, dando lugar a la fracturación de la roca. En la cuenca Neuquina, los diques presentan una composición variada, desde los tipos de asfaltita más inmaduras, pasando por variedades más maduras, hasta pirobitumenes (Parnell y Carey 1995, Cobbold et al. 1999). El bitumen, también denominado asfaltita, fue explotado en el ámbito de la cuenca para utilizarlo como combustible.

Borrello (1956) documentó la existencia de este tipo de vetas o diques en más de 150 localidades de la cuenca. Más tarde Cobbold et al. (1999) tomaron como base los estudios realizados anteriormente y los sintetizaron en un mapa donde muestran la ubicación de las diferentes vetas de asfaltita a lo largo de la cuenca Neuquina. En general, los diques tienen desde unos centímetros a varios metros de ancho y entre unos pocos metros hasta 1 km de largo. En el mapa de la figura 3 se grafican los diques compilados por Cobbold et al. (1999) junto con los hallados en las inmediaciones del anticlinal de Pampa Tril, anticlinal La Yesera y sector sur de sierra de Reyes (Guzmán 2002).


Figura 3: Mapa de la distribución de los diques de bitumen a lo largo de la cuenca Neuquina en conjunto con la estructura regional (modificado de Cobbold et al. 1999). Cabe destacar que el largo de los diques no se graficó a escala, todos los diques se dibujaron con el mismo largo para facilitar su visualización. En líneas punteadas se señalan los diques medidos en el campo.

En el ámbito de la cuenca Neuquina y especialmente en la provincia de Neuquén, los diques de bitumen presentan una dirección oblicua a los principales ejes estructurales (Cobbold et al. 1999) (Fig. 3). En el área ubicada en la provincia de Mendoza, en las cercanías de la localidad de Malargüe, los diques poseen una orientación más variable, y tienden a localizarse en zonas más angostas con orientaciones NE (Cobbold et al. 1999). En la figura 4a se sintetiza en un gráfico de roseta la orientación de los diques de bitumen de la cuenca Neuquina con una dirección media de 43,4º, un intervalo de confianza del 95% de 19,3º y una moda con una orientación cercana a los 65º. Se pueden separar dos poblaciones, una NNE y otra ENE. La figura 4b muestra el diagrama de roseta de la población ENE que tiene una dirección media es de 64,9º con un intervalo de confianza del 95% de 6,8º.


Figura 4: a) Diagrama de roseta correspondiente a los diques de bitumen de la cuenca Neuquina, la dirección media es Az. 43,4º con un intervalo de confianza del 95% de 19,3º y una moda de Az. 65º; b) Diagrama de roseta de los diques de bitumen pertenecientes a la población I identificada como NE. La dirección media calculada es de 64,9º, con un intervalo de confianza del 95% de 6,8º.

Parnell y Carey (1995) en su descripción de la relación que existe entre los diques de bitumen y la estructura de la zona mencionan que las venas más simples están localizadas en fracturas que presentan un alto ángulo con la estratificación. Otras se emplazan en los planos de fallas o en fracturas relacionadas a brechas. Sugieren que muchas de las fracturas en las que se sitúan los diques fueron causadas por el emplazamiento de los mismos, cuya orientación está controlada por el campo de esfuerzos local. Según Cobbold et al. (1999), los diques de bitumen se formaron por fracturas de tensión perpendiculares al esfuerzo compresivo mínimo, producto de la tectónica regional y la sobrepresión de fluidos y sugieren que los diques de menor espesor y menos representados probablemente se formaron por fracturas de cizalla. Proponen que la edad de emplazamiento de los diques es paleocena - eocena, teniendo en cuenta la edad de la roca en la que están emplazadas y la edad a la que la roca madre alcanzó la maduración (Cretácico - Paleoceno) (Cruz et al. 1996) asumiendo que los diques se formaron poco después de alcanzada dicha maduración. La orientación de los diques es compatible con la dirección de convergencia de las placas de Nazca y Sudamericana para el Eoceno.

Cristallini et al. (2002) presentan un mapa de subsuelo en base a información sísmica tridimensional en el que se observan gran cantidad de fracturas con la misma orientación que los diques de bitumen, mostrando que algunos de los diques superficiales se emplazan sobre las fracturas cartografiadas en subsuelo.

Diques volcánicos
Los diques volcánicos se forman a partir de la intrusión de rocas fundidas en fracturas de tensión formadas bajo la acción del campo de esfuerzos regional, asistidas, en este caso, por la alta presión del fluido volcánico. En la figura 5 se muestra el mapa de los diques reconocidos en el campo y cartografiados a partir de imágenes satelitales TM, ASTER e ÍKONOS. La figura 6, en cambio, es de carácter más regional y en ella se incluyen, además de los anteriores (Fig. 5), diques interpretados sólo en base a sensoramiento remoto (sin control de campo).


Figura 5: Orientación de los diques volcánicos reconocidos a partir de imágenes satelitales graficados sobre una imagen. Se puede observar la presencia de dos juegos principales de diques, uno orientado NE (población I) y otro NNE (población II). Los diferentes números se corresponden con los diques reconocidos y medidos en el campo.


Figura 6: Ubicación y dirección de los diques volcánicos reconocidos en la imagen satelital en la zona de la Bardas Bayas y en las sierras de Reyes y Cara Cura.

Analizando la figura 6 se puede observar la presencia de dos juegos principales de diques; uno de dirección NE (población I) y el otro de dirección NNE (población II). También se reconoce un tercer juego, de menor importancia, que presenta una dirección NO (población III). Se lograron medir alrededor de 30 diques distribuidos a lo largo de toda la sierra de Cara Cura y sector norte de las Bardas Bayas. En el cuadro 1 se presenta una lista de los diques reconocidos con su ubicación y orientación (ver figura 5 para conocer su ubicación dentro de la zona). La composición de los diques es variada: se encontraron diques de composición andesítica y basáltica y diques riodacíticos-riolíticos. Cabe destacar que no se ha encontrado relación entre la dirección y la composición de los diques. En su mayoría son verticales a subverticales de unos 60 cm a 1,5 m de ancho y de extensión variable.

Cuadro 1: Lista de los diques reconocidos y medidos en el campo.

Analizando la figura 6 se observa que regionalmente también se reconocen las poblaciones I (NE) y II (NNE). Los diques pertenecientes a la población I cambian su orientación a lo largo de la sierra de Cara Cura, pasando de direcciones ENE al norte, a orientaciones más NE hacia el sur. En el ámbito de la sierra de Reyes dominan los diques de la población II siendo poco frecuentes los de la I. Asimismo se ha observado la existencia de unos pocos diques de la población III (NO), al igual que en la zona de Cara Cura muy poco frecuentes.

Para el análisis de las orientaciones de los diques, se graficaron aquellos mapeados sobre la imagen satelital en conjunto con los diques medidos en el campo en un diagrama de roseta; en total se computaron 257 diques (Fig. 7). Se realizaron dos diagramas de rosetas, en uno de ellos se tuvo en cuenta el largo de los diques (Fig. 7a), mientras que en el otro, se consideró sólo su frecuencia (Fig. 7b). La dirección media calculada para el diagrama donde se pondera la dirección de los diques según el largo es 37.4º con un intervalo de confianza del 95% de 7,7º y con una moda de 25º. En el diagrama de la figura 7b, donde se consideró sólo la frecuencia, la dirección media es 34,6º con un intervalo de confianza del 95% de 7º, la moda coincide con la obtenida para el primer diagrama. La mayor separación entre dirección media y moda se da en el diagrama ponderado por largo, lo que implica que los diques de la población I (NE) tienden a ser más largos que los de la población II (NNE). También puede observarse la baja representación de diques de la población III. En la figura 8a se aisló sólo a la población I y la dirección media calculada para la misma es de 53,8º, con un intervalo de confianza del 95% de 5,8º. En la figura 8b y 8c se aíslan las poblaciones II y III. En el caso de la población II, la dirección media obtenida es de 19,9º con un intervalo de confianza del 95% de 2º, y en el caso de la población III, la media es de 128,4º con un intervalo de confianza del 95% de 12º. Nótese que la población I es la de mayor dispersión.


Figura 7: Diagrama de roseta de los diques volcánicos identificados en las imágenes satelitales. a) diagrama ponderado por el largo de los diques, tienen una media de Az. 37,4º y un intervalo de confianza del 95% de 7,7º; b) diagrama de rosetas ponderado por la frecuencia, la dirección media es de 34,6º con un intervalo de confianza del 95% de 7º.


Figura 8: Diagrama de roseta de los diques volcánicos: a) Pertenecientes a la población I identificada como NE. La dirección media calculada es de 53,8º, con un intervalo de confianza del 95% de 5,8º; b) Pertenecientes a la población II, posee una dirección media de 19,9º con un intervalo de confianza del 95% de 2º; c) Población III, tiene una media es de 128,4º con un intervalo de confianza del 95% de 12º.

El origen y edad de los diques no se encuentran aun bien establecidos; Pomilio y Vila (2005) mencionan la presencia de estos diques volcánicos en la sierras de Cara Cura y Reyes. Proponen que estas intrusiones se relacionan generalmente a eventos volcánicos que van desde el Oligoceno tardío al Holoceno. Sugieren así tres edades posibles de emplazamiento: una fase antigua en el Oligoceno tardío - Mioceno, una fase terciaria indeterminada y una fase más joven que va desde el Plioceno al Holoceno.

Los diques de la población II son subparalelos a la estructura de las sierras de Cara Cura y Reyes y podrían estar relacionados a tensión perpendicular a sus ejes. Por el contrario, los diques volcánicos de la población I están claramente cortando a toda la estructura (Fig. 6) por lo que se deducen que son posteriores a la deformación en la zona; están cubiertos por el vulcanismo cuaternario indicando que son anteriores a esas coladas. En la quebrada del río seco de la Tosca (Fig. 6) se observa la presencia de diques volcánicos cubiertos por varios metros de depósitos cuaternarios fluviales (Fig. 9). Si bien hasta el momento no se ha tenido éxito con las dataciones de estos diques, correlacionándolos con lo propuesto por Pomilio y Vila (2005), es probable que correspondan al pulso Oligoceno tardío - Mioceno o al pulso de edad terciaria indeterminada.


Figura 9: Diques volcánicos cubiertos por varios metros de depósitos cuaternarios fluviales en la quebrada del río seco de la Tosca.

La población III está muy poco representada, su dirección es paralela a lineamientos como el del río seco del Altar y del río seco de la Tosca, que cortan toda la sierra de Cara Cura y que posiblemente estén relacionados a estructuras tensionales inducidas por las fallas normales del sinrift de la cuenca Neuquina durante el Triásico Tardío al Jurásico Temprano (véase mecanismo de subsidencia diferencial en Cristallini et al. 2009).

DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES

Se analizaron los diques de bitumen y volcánicos de la región de las sierras de Cara Cura y Reyes encontrándose dos poblaciones principales y una secundaria. Las dos primeras de direcciones NE (población I) y NNE (población II) y la segunda de dirección NO (población III). Las poblaciones II y III están relacionadas con la estructura de plegamiento y extensional previa respectivamente. Sin embargo, la población I es claramente posterior al plegamiento de la región y no se la considera relacionada genéticamente al mismo (Fig. 10).


Figura 10: Diagrama de rosetas donde se grafican las direcciones medias calculadas para la población I de diques de bitumen en conjunto con la población I de los diques volcánicos y la dirección media del esfuerzo horizontal máximo obtenido a partir del breakout de pozos.

Según Cobbold et al. (1999) los diques de asfaltita se formaron a partir del Paleoceno- Eoceno, a partir de rocas generadoras pertenecientes a las Formaciones Agrio y Vaca Muerta. La naturaleza extensional de las fracturas aprovechadas por los mismos, indican que para entonces, el esfuerzo horizontal máximo habría tenido una disposición NE (Fig. 11). En la sierra de Cara Cura y en la de Reyes la orientación de los diques volcánicos es similar. Si se considera aceptable que su edad es oligocena tardía - miocena (Pomilio y Vila 2005) implicaría la no existencia de cambios importantes en la dirección del esfuerzo horizontal máximo entre el Paleoceno y Mioceno. La distribución dispersa de diques de asfaltita y volcánicos de la población I en la región y las características tensionales de las fracturas rellenas por los mismos, indican que durante gran parte del terciario, el esfuerzo horizontal máximo tuvo una dirección NE (dirección media de los diques de asfaltita: 64.9°; dirección media de los diques volcánicos: 53,8°).


Figura 11: Cuadro esquemático donde se ve la evolución del ángulo de convergencia para las placas de Nazca y Sudamericana y la velocidad de convergencia para los últimos 70 Ma, donde también se indican los períodos de deformación principales (modificado de Cristallini et al. 2001). También se grafica la evolución de la dirección media de esfuerzo máximo a lo largo del tiempo, tomando las orientaciones de la población I de los diques de bitumen (Paleoceno - Eoceno) y volcánicos (Oligoceno - Mioceno) y la dirección perpendicular al breakout de pozos (Actual). Se ve que ha cambiado hacia una dirección más cercana al E-O, registrando una rotación en sentido horario.

Los datos expuestos por Guzmán (2007) y Guzmán et al. (2007), muestran que la disposición actual del esfuerzo horizontal máximo es distinta y de dirección ENE (dirección media 88,7°), lo que implica una variación entre la geometría del campo desde el Terciario a la actualidad. Esta variación es compatible con la rotación del vector de convergencia que determina Somoza (2005) a partir de datos paleomagnéticos desde el Eoceno a la actualidad (Fig. 11). Puede verse que el cambio en la dirección de esfuerzo horizontal máximo calculado en base a los diques de bitumen y volcánicos (paleo-esfuerzo) y en base a los breakout de pozos (esfuerzo actual) es consistente con el cambio en la dirección de convergencia que ocurre durante el Oligoceno.

AGRADECIMIENTOS

A la Universidad de Buenos Aires (subsidio UBACYT X055, X220 y 200201001 00855), a la Agencia Nacional de Promoción Científica y Tecnológica (subsidios: PICT 38295, PICT 2010-1441), al Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (subsidio PIP-CONICET- 5758).

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