ARTÍCULOS ORIGINALES

Exploración sísmica del golfo norpatagónico San José, plataforma continental Argentina, provincia del Chubut

Seismic exploration of the northpatagonian San José gulf, Argentine continental shelf, Chubut province

 

Marcelo Paterlini^1,2 y Félix Mouzo³

¹ Servicio de Hidrografía Naval, Ministerio de Defensa
² COPLA, Ministerio de Relaciones Exteriores Av. Montes de Oca 2124, 1271 Buenos Aires. cmpaterlini@yahoo.com.ar Geólogo Independiente. Antes, geólogo del Servicio de Hidrografía Naval, A.R.A., República Árabe Siria 3018, 1425, Buenos Aires Argentina.fhmouzo@gmail.com

 

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RESUMEN

Los registros sísmico obtenidos por Servicio de Hidrografía Naval en el golfo San José (42° 20' S y 64° 20' O) con un sistema Uniboom de poca penetración y alta resolución muestran una estructura sísmica poco profunda formada por una capa inferior de carácter regional, detectable por unos 80 ms (=70 m) que se extiende en forma continua dentro del golfo. Localmente, esa capa puede aparecer cubierta discordantemente por otra capa que en algunos lugares muestra dos facies sísmicas. Se interpreta que la capa regional -la roca de base- que presenta reflexiones de gran continuidad, alta amplitud, frecuencia moderada a baja, suave plegamiento y sin evidencia de fallamiento, es continuación de las capas marinas del Terciario Medio-Tardío que forman los terrenos costeros y se extienden sobre la región continental adyacente. La capa superior que, en cualquiera de sus facies, cubre los sedimentos del Terciario está también formada por sedimentos marinos, evidenciados en la continuidad y el carácter de las reflexiones y en la información de testigos estratificados obtenidos en el golfo. Esta capa superficial muestra estructuras compatibles con procesos de sedimentación turbidítica o bien del tipo de abanico submarino. Las facies sísmicas en la capa superior reflejan depósitos formados bajo diferentes condiciones en un régimen de corrientes submarinas, e indican una depositación en tiempo reducido y una edad holocena para esta capa superior. Se concluye que durante la transgresión del Holoceno las aguas del Atlántico invadieron una depresión continental labrada en depósitos del Terciario -hoy ocupada por el golfo San José- tras abrir una brecha en la angosta franja costanera que la separaba del golfo San Matías. En ese proceso se labraron en la zona de la boca del golfo una plataforma de abrasión -hoy a 30 m de profundidad- y un cañón submarino con albardones en la parte interior, que es continuado por una abanico submarino complejo en las regiones profundas. Todos estos rasgos son claramente identificables en la morfología submarina y por la forma externa, la configuración interna, la geometría de las reflexiones, y las relaciones laterales de las facies analizadas.

Palabras clave: Sismo-estratigrafía; Holoceno; Estructuras; Abanico submarino; Origen; Edad

ABSTRACT

Seismic records acquired by the Argentine Naval Hydrographic Service in the San José (42° 20' S y 64° 20' O) gulf with a shallow penetration, high definition Uniboom system, show a shallow seismic structure formed by a lowermost, regional layer extending continuously throughout the gulf, detectable down to some 80 ms (=70 m). Locally, that layer can be unconformably covered by another layer showing in places at least two seismic facies. The regional layer making the bedrock, generally displaying high continuity and amplitude, and moderate to low frequency, showing smooth folding and no evidence of faulting, is interpreted to be the continuation of the Middle-Late Tertiary marine beds cropping out in the coastal areas and extending over all of the adjacent continental region.
The uppermost layer covering the Tertiary beds, in any of its facies, is also made up of marine sediments, as evidenced by the continuity and character of the reflections, and by the data known from cores also obtained in the gulf. This bottom-surface layer shows structures compatible with turbidity currents and/or submarine fan deposits. The seismic facies in the upper layer represent deposits formed under different conditions in a submarine current regime and point out to a short timed deposition and an Holocene age for the upper layer. It is concluded that during the Holocene transgression the Atlantic waters invaded a continental depression carved on Tertiary deposits -currently occupied by the San José gulf- after breaching the narrow land strip which separated it from the San Matías gulf. In that process a wave-cut platform -currently at a depth of 30 m- and a levee bordered submarine canyon were carved, the latter followed by a fan-complex in the deeper regions. All these features are readily identifiable in the submarine morphology, and by the external form, internal configuration, reflection geometry at boundaries, and lateral relations of the analyzed facies.

Key words: Seismic stratigraphy; Holocene; Structures; Submarine fan; Origins; Age.

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INTRODUCCIÓN

El golfo San José, centrado en 42º 20' S y 64º 20' O (Figura 1), comparte con los otros dos golfos norpatagónicos -San Matías y Nuevo- la anomalía batimétrica de ser más profundo que su plataforma adyacente y generalmente también más que el borde de la plataforma continental, anomalías extremadamente poco comunes en las plataformas continentales del mundo (GEBCO 1984), como lo anota la Carta H-277 del Servicio de Hidrografía Naval (SHN 2005), con profundidades de más de 130 m en la boca del San José y de unos 90 m en su parte central.

El origen de estos golfos ha sido atribuido a causas tectónicas por Rovereto (1921) y por Windhausen (1921) haciendo consideración a la presencia, o ausencia, de los "rodados patagónicos". Más recientemente, también lo hace Kostadinoff (1992) en base a argumentos geofísicos. Sin embargo, Zambrano (1973), al considerar el origen de los bajos patagónicos sin salida, adelanta la posibilidad de una contribución eólica para las depresiones que ocupan los golfos San Jorge y San Matías en tanto que independientemente Mouzo y Garza (1979) en el único estudio geológico submarino integral con que se cuenta a la fecha para los golfos norpatagónicos, atribuyen el origen del golfo Nuevo a la submergencia, posiblemente holocena, de una depresión continental preexisente.

Figura 1. Ubicación del golfo San José y la zona explorada sísmicamente.
Figure 1. Location map showing gulf San José and the seismically explored area.

Así, los golfos norpatagónicos, su origen, y su edad, están íntimamente vinculados a importantes aspectos de la geología patagónica, como la presencia de los "rodados patagónicos" y otros relativos a la geología del Cuaternario, como las depresiones sin salida, las terrazas costeras elevadas, y los cambios en el nivel del mar.

El Servicio de Hidrografía Naval, en cumplimiento de sus necesidades operativas, realizó en 1977 estudios acústicos, geofísicos, y geológicos, con dos campañas en los golfos San Matías y San José. Parte de la información, ahora liberada al conocimiento de la comunidad científica, tiene el objetivo de establecer la estructura sísmica submarina en el ámbito del golfo San José, sus relaciones con la geología de tierra firme y los procesos vinculados a la sedimentación marina, como parte de un estudio mayor sobre las características y el origen de los golfos norpatagónicos.

MARCO GEOLÓGICO

A excepción de su boca -de unos 7 km de ancho- el golfo San José se encuentra prácticamente encerrado por tierras de la península Valdés, rodeado casi siempre de acantilados que en muchos lugares superan los 50 m de altura -nivel general tope de la parte norte de la península. Tierra adentro en la península, unos 4 km al SE del golfo, se encuentra la depresión de El Salitral, cuyo fondo está a nivel del mar y, algo más alejadas, aparecen las depresiones de las Salinas Chica y Grande con sus fondos a 12 y 40 m bajo nivel del mar respectivamente. Las características de estas depresiones son resumidas por Brodtkorb (1999) en un estudio relacionado a sus recursos minerales. La geología de la zona se ha bosquejado en la Figura 2, siguiendo en general lo descripto por Haller (2000) y Haller et al. (2001).

El basamento en la región se presume correspondiente a las rocas metamórficas, sedimentitas consolidadas, y granitos de edades que van del Precámbrico al Permo-Trásico o Jurásico y forman el macizo de Somuncurá, que afloran sobre la costa cerca de Las Grutas y se hunden rápidamente hacia el E y el S, apareciendo a 106 m bajo nivel del mar (b.n.m.) en San Antonio Oeste (Wichmann 1918) y a 189 m b.n.m en Puerto Madryn (Windhausen 1921) mientras que una perforación de YPF en la península Valdés recién lo tocó a los 1950 m b.n.m. (Marinelli y Franzin 1996). El basamento queda entonces muy alejado de nuestras observaciones.

Figura 2. La línea punteada muestra la derrota seguida por el buque. Los trazos en línea llena y su número indican el tramo de la derrota abarcada por los registros en las Figuras 4, 6, 7, 8, 9, 10 y 11. En la zona costera se han indicado en diferentes colores las formaciones geológicas de superficie: I) Formación Gaiman; II) Formación Madryn; III) Rodados Patagónicos; IV) Depósitos aluviales y coluviales recientes ; V) Terrazas marinas holocenas.
Figure 2. Dotted line showing the ship`s track. Continuous line stretches and numbers indicate the stretch of track encompassed by the record sections in Figures 4, 6,7,8,9.10, and 11.The surface geological formations in the coastal zone have been indicated in different colors: I) Gaiman Formación; II) Madryn Formación; III) Patagonian Shingle; IV) Deposits Alluvial and colluviales recent deposits; V) Holocene marine terraces.

En los acantilados a lo largo de las costas quedan expuestas grandes secciones de las típicas formaciones marinas y continentales del Terciario patagónico. Sobre las costas del O del golfo, en los niveles inferiores, se presentan limos cineríticos, arcilitas y areniscas fosilíferas, depositados en ambiente marino de plataforma poco profunda, atribuidos al Patagoniano (Formación Gaiman, Oligoceno superior). Estos depósitos corresponden a una capa que, extendiéndose desde el interior de la meseta patagónica hacia el E, desaparece bajo las aguas del golfo a la altura del istmo. Por encima, le siguen depósitos bien desarrollados de sedimentos arenosos y fangosos con restos de plantas y niveles con yeso asignados al Entrerriense y Rionegrense (Formación Puerto Madryn, Mioceno). Coronando la secuencia aparece una capa de los típicos Rodados Patagónicos (Plioceno-Pleistoceno).

En zonas deprimidas y en las pendientes, esas formaciones pueden estar cubiertas por una delgada capa de depósitos aluviales y coluviales. En ciertos lugares de la zona costera, especialmente en playas protegidas a unos 5 a 8 m sobre nivel del mar, se encuentran depósitos de gravas arenosas con restos de conchillas que forman cordones o terrazas, correspondientes a la Formación San Miguel (Holoceno), que se asimilan a la terraza que aparece en Madryn y que a su vez fue atribuida a la Terraza de Comodoro Rivadavia (Feruglio 1933).

METODOLOGÍA

Durante el levantamiento del golfo San José, se obtuvieron simultáneamente datos sísmicos y batimétricos, aparte de los registros magnéticos ya publicados (Mouzo y Paterlini, 1985), así como muestras de sedimentos superficiales y testigos estratificados, cuyos datos serán publicados separadamente. La derrota seguida por el buque se indica en la Figura 2.

Para la batimetría se empleó una sonda Kelvin-Hughes MS 32-F de 32 kHz, estilo giratorio circular y papel de registro electro-sensible. El equipo viene calibrado para una velocidad de sonido de 800 brazas/segundo (1463 m/s) y fue operado en el rango de 0 a 90 brazas (0-164,6 m) a escala de 1ms = 1mm. Los valores de profundidad se expresan en metros referidos al nivel medio del mar.

En el levantamiento sísmico se empleo un sistema Uniboom como fuente de energía y un arreglo de 8 hidrófonos (anguila) como receptor monocanal, juntamente con un registrador EG&G Modelo 255 de papel electro-sensible donde las señales fueron graficadas en el rango de 0-200 ms, siendo 10 ms = 1cm. Para las operaciones se optó por emplear una potencia de 300 Joules; las señales recibidas pasaron por un filtro pasabanda fijado generalmente en 300-1500 Hz, con una ganancia de 40 dB.

El buque oceanográfico A.R.A. GOYENA sirvió de plataforma para el levantamiento en su Campaña 04-76 y el posicionamiento durante la campaña fue por navegación costera sobre la base de los faros y señales marítimas emplazados en las costas.

BATIMETRÍA

La batimetría del golfo San José se muestra en la Figura 3, Para mayor claridad las curvas de nivel se trazaron con equidistancia de 20 m a partir de la isobata de 10 m. Los sondajes no fueron corregidos por la acción de las mareas, pero las diferencias observadas en los cruces de líneas de sondaje resultan aceptables, teniendo en cuenta tanto el sistema de posicionamiento como la escala de presentación de los datos.

Figura 3. Batimetría en el golfo San José. Isobatas en metros referidas al nivel medio del mar. Equidistancia 20 m desde la isobata de 10 m.
Figure 3. Bathymetry in gulf San Matías. Contours in meters referred to mean sea level. Contour interval 20 m from the 10 m contour.

La zona más cercana a la costa, a profundidades menores de unos 30 a 40 m, quedó sin cubrimiento en razón del porte, calado y condiciones de maniobra de la embarcación empleada, por lo que la batimetría de esas regiones se completó con datos de las cartas náuticas y planos de sondaje a mayor escala disponibles en el SHN.

Las isobatas, de trazado irregular, se disponen generalmente en forma concéntrica, marcando una franja entre la costa y los 40-50 m -región marginal- que incluye una superficie bastante nivelada desde la costa hasta unos 10 m -plataforma- que se continua con otra de mayor pendiente hacia el centro del golfo -talud- hasta unos 50-60 m de profundidad. Desde allí, hacia las regiones más profundas, el fondo tiende a ser chato, de muy suaves pendientes y con una profundidad máxima para esta región central profunda de algo más de 90 m, mientras que la profundidad máxima del golfo, con 136 m, se ubica en una zona no mapeada en esta ocasión -la boca del golfo-como lo indica la carta H-277 (SHN 2005) y que en la Figura 3 aparece como una muy pequeña isobata de 50 m sin numerar. Como se ve, la morfología del golfo reproduce de manera muy semejante la de un verdadero margen continental.

La boca que comunica el golfo San José con el San Matías se abre a lo largo de unos 7 km entre dos puntas afiladas por la erosión marina. En el medio de la boca, pero hacia el interior del San José, se extiende una depresión alongada en sentido N-S labrada sobre una plataforma a unos 25 m de profundidad, plataforma que conforma el umbral que lo separa del golfo San Matías. La depresión tiene una longitud de unos 2 km encerrados por la isobata de 50 m, y de 1,3 km con más de 100 m de profundidad que incluye la máxima mencionada de 136 m. El ancho de la depresión por debajo de los 50 m de profundidad varía entre unos 150 y 500 metros.

Cruzando un pequeño umbral, esta depresión canalizada se extiende en dirección al S por otros 6 km hacia el interior del golfo, formando un valle o cañón submarino marcadamente rectilíneo hasta su término, justamente en una pequeña hoya en la región central profunda que, con 92 m, marca la máxima profundidad de la región.

En la región marginal, menos profunda, las isobatas muestran el desarrollo de espolones que generalmente se desprenden de puntas o salientes costeras. Estos espolones, a su vez, forman entradas o senos submarinos entre ellos. La región central del golfo presenta dos hoyas, bien niveladas, de muy bajo relieve y de desigual extensión, separadas por sectores menos profundos del fondo. En las zonas chatas de esta región profunda se detectó la existencia de pequeños canales o surcos, de sección transversal marcadamente en "V", de unos 100 m de ancho y 5 m de relieve, iguales a los detectados en zonas similares del golfo Nuevo (Mouzo y Garza, 1979).

Las características señaladas para el relieve y las formas submarinas del golfo San José tienen una gran semejanza con las señaladas por Mouzo y Garza (1979) para el vecino golfo Nuevo, sugiriendo similares condiciones genéticas.

RESULTADOS

La información adquirida a lo largo de 270 km de líneas sísmicas resultó de alta calidad, lográndose penetraciones de hasta 80 ms (~ 70m, adoptando V = 1750 m/s) aunque, debido a la baja profundidad, la primera múltiple del fondo suele aparecer a menor profundidad enmascarando reflexiones más profundas. Se debe señalar también que, como se hizo notar antes, la zona de la boca del golfo y las más cercanas a la costa no fueron levantadas durante el presente trabajo ya que no lo permitieron las características del buque empleado en el levantamiento.

Los registros generalmente muestran reflectores continuos, con amplitudes y frecuencias de altas a moderadas, configuración estratificada simple paralela o divergente, y a veces caótica, dependiendo de las características del depósito.

De una primera inspección de los registros resulta aparente la presencia de una discordancia regional (Figura 4) que separa una capa de posición inferior que constituye la roca de base en el área -la capa "T"- de otra capa que se le superpone y que aparece restringida a zonas de limitada extensión areal, la capa "H".

Figura 4. Discordancia regional entre la roca de base -la capa inferior "T"- y la cubierta sedimentaria reciente la capa "H". La diferencia entre las dos mitades del registro se debe a dos diferentes condiciones de registración.
Figure 4. Regional unconformity between the bedrock -lowermost layer "T"- and the Recent sedimentary layer "H". The difference between the two halves in the record is due to two different recording settings.

Esta distribución sismo-estratigráfica se mantiene en toda la zona explorada, salvo en los lugares donde la roca de base constituye el fondo del golfo, lo que típicamente sucede en la zona marginal batimétrica antes definida.

LA ROCA DE BASE

La roca de base - Capa T- que se penetró sísmicamente hasta unos 80 ms, alrededor de 70 m si se adopta una velocidad de 1750 m/s (Figura 5), conforma una estructura regional, tabular y esencialmente horizontal aunque con sectores a veces inclinados por el suave plegamiento que la afecta.

En la región marginal la roca de base se presenta generalmente formando la superficie del fondo (Figura 5) o tan solo cubierta por una muy delgada capa de sedimentos sueltos que normalmente queda fuera de la resolución del equipo.

Figura 5 - La roca de base -capa "T"- aflorando en la región marginal. Obsérvese la penetración de 80 ms (70 m) hasta la múltiple del fondo. La inclinación de las reflexiones corresponde al flanco de un pliegue.
Figure 5. Bedrock -layer "T"- cropping out in the marginal region. Note seismic penetration of 80 ms (70 m) up to the bottom multiple. The inclination of the reflections follows the flank of a fold.

Plegamiento

Además de las características mencionadas y de mantener una disposición subhorizontal, la roca de base exhibe un suave plegamiento que se manifiesta en pliegues de diversas dimensiones. Así se registraron pliegues con distancias entre ejes que van desde cientos de metros hasta algunos kilómetros. El registro de la Figura 6 muestra un sinclinal abierto.

Figura 6. Pliegue sinclinal abierto, en la capa "T", cubierta por la capa "H" en la región profunda oeste.
Figure 6. Open synclinal fold in layer "T", covered by layer "H" in the western deep region.

Los plegamientos de mayor longitud resultan difíciles de visualizar debido a la escasa penetración sísmica. Los flancos muestran inclinaciones muy variables pero generalmente de muy bajo ángulo. Donde los registros muestran reflexiones aparentemente muy inclinadas se pueden medir pendientes del orden de 1:40, como lo muestra la Figura 6 para el flanco de un pliegue, aunque estas inclinaciones resultan tan notables como escasas.

En marcada diferencia con las manifestaciones de plegamiento que tan claras resultan, en el golfo San José no se han observado fallas en la roca de base.

Superficie de la roca de base

El plano estructural de la Figura 7, referido al nivel del mar, muestra la superficie o techo de la capa inferior -la capa "T"- que forma la roca de base, donde las isobatas indican una cuenca cerrada. Esta superficie constituye una discordancia regional para el ámbito del golfo.

Figura 7. Plano estructural del techo de la capa inferior -capa "T"- o roca de base. Isobatas en m (línea llena). Equidistancia 20 m, con inclusión de la isobata de 90 m (línea cortada).
Figure 7. Structural map of the top of the lower layer -layer "T"- or bedrock. Isobaths in m (continuous line). Contour interval 20 m, and 90 m contour (dashed line) also included.

Como se puede notar de la comparación con la batimetría actual (Figura 3) los rasgos mayores de ambas superficies son sumamente parecidos; así, la ubicación de las zonas de mayor profundidad, como la hoya de 90-100 m que enfrenta la boca del golfo, otra de 80 m que se encuentra algo más al oeste, y la menos definida que ocupa la zona centro-oriental del golfo se mantiene, aunque mostrando que originalmente eran más profundas que en la actualidad. Se ve también que los espolones que se desprenden de la costa conservan las mismas formas y ocupan las mismas posiciones.

Así, la diferencia principal está dada en la mayor profundidad que, en especial por debajo de los 40-50 m, es típicamente de unos 10 m. Se ve también que la profundidad máxima en la región central era de más de 100 m y que su posición se encontraba algo más hacia el oeste de lo que marca la batimetría actual.

Los pequeños cambios registrados entre la topografía del techo de la roca de base y la batimetría actual señalan que solo hubo una sedimentación relativamente escasa con posterioridad a la elaboración de esa superficie y que los depósitos se concentraron en la región central profunda.

CUBIERTA SEDIMENTARIA

La capa sísmica que se apoya sobre la roca de base -la capa "H"- queda definida por un fuerte contraste en el carácter de las reflexiones y presenta diversas unidades de facies sísmicas que se distinguen por su amplitud, frecuencia, continuidad, y por la configuración de sus reflexiones y la naturaleza de las terminaciones de sus ciclos sísmicos en los límites de las facies. Estas relaciones han sido consideradas por Sangree y Widmier (1978;1979) y, aunque lo hicieron en relación a cuencas de extensión oceánica, en el golfo San José se las puede distinguir asociadas a ambientes y procesos análogos. En este trabajo serán empleadas para inferir las condiciones de los procesos y la energía del ambiente depositacional.

La Figura 8 reproduce parte de una línea sísmica en la región central profunda que enfrenta la boca del golfo, a lo largo de un alto batimétrico con profundidades de menos de 50 m (Figura 3). El registro muestra el corte de una lomada (mound) con diferentes unidades de facies sísmicas. Así, por encima de la discordancia que separa reflexiones paralelas con suave inclinación hacia el NNE en la roca de base de otras que forman una lomada, se ve un núcleo en parte libre de reflexiones y en parte de configuración caótica, con una forma exterior imprecisa y superficie irregular, asociado al norte y al sur por cuñas buzantes al SSO con estratificación simple divergente que trunca sus ciclos contra la superficie que las separa de una capa superior con estratificación simple paralela.

Figura 8. Sección sísmica sobre una lomada enfrentando la boca del golfo. Se indican diversas configuraciones de reflexión típicas de un abanico complejo: caótica, divergente, y paralela. La profundidad mínima en el registro es de 50 m y la máxima es de 70 m.
Figure 8. Seismic section over a mound facing the mouth of the gulf. Diverse reflection configurations, typical for a mounded fan complex: chaotic, divergent, and parallel. Minimum depth in the record is 50 m, while maximum is 70 m.

La facies de configuración de reflexiones caóticas se encuentra formando un depósito en la zona topográficamente baja de la cuenca, lo que es típico de esa facies. Muy probablemente se deba a la depositación por corrientes de turbidez y procesos de remoción en masa, en un ambiente de alta energía, condiciones que también caracterizan la facies. Su asociación con depósitos que exhiben estratificación divergente, indicadora de variaciones en la tasa de sedimentación, y con otros con estratificación paralela, resulta en una estructura interna compuesta, que es también característica de la facies de abanico complejo. Esta facies domina la región central profunda, especialmente frente a la boca del golfo, y resulta totalmente adecuada a su entorno morfológico, donde se asocia a un cañón submarino. Una sección que corta la anterior (Figura 9) confirma esas características y la forma exterior de lomada que exhibe la estructura.

Figura 9. Sección que corta perpendicularmente la lomada mostrada en la Figura 8. Se observan las mismas configuraciones de reflexión que caracterizan al abanico submarino.
Figure 9. Survey section intersecting perpendicularly the mound shown in Figure 8. The same reflection configurations characterizing the submarine fan can be observed.

Otros depósitos que muestran reflexiones de configuración caótica aparecen como relleno en secciones distales de algunos senos entre espolones, o formando delgados depósitos en los fondo de canales o zonas profundas (Figura 10), o bien en potentes depósitos formando grandes albardones (Figura 11).

El resto de la capa superior que cubre a la roca de base está formado por depósitos de espesor variable, que típicamente muestran una estratificación simple paralela, correspondiente a una sedimentación tranquila, del tipo hemipelágico, en un ambiente de baja energía.

Figura 10. Configuraciones de reflexión caótica y paralela en la capa "H". Sección próxima al borde sudeste del abanico submarino, obtenida en la región central profunda.
Figure 10. Chaotic and parallel reflection configurations in layer "H". The section, acquired in the central deep region, is located near the SE border of the submarine fan.

Figura 11. Sección sobre el albardón que forma la pared oeste del cañón y el alto batimétrico en la zona central profunda al sur de la boca del golfo. La capa "H" muestra una variedad de configuraciones de reflexión caótica, que reflejan la naturaleza del depósito.
Figure 11. Seismic section over the levee forming the western wall of the canyon and the bathymetric high in the central deep region south of the mouth of the gulf. Layer "H" displays a variety of chaotic reflection configurations, showing the nature of the deposit.

Espesor y distribución de la capa "H"

La Figura 12 muestra la distribución y el espesor de la capa "H", que cubre a la roca de base y que resulta en un lóbulo triplemente digitado, con ápice en la zona central de la boca del golfo, que se extiende en forma de arco o banda sobre la región central profunda.

Figura 12. Espesor de la capa "H" por encima de la roca de base. Espesores en metros, con equidistancia de 5 m.
Figure 12. Thickness of layer "H" over the bedrock. Thickness in meters, isopack contour interval 5m.

Los espesores, que varían entre 0 y algo más de 30 m, se distribuyen en forma aparentemente irregular en correspondencia con cada uno de los lóbulos menores, alcanzando su mayor potencia en el lóbulo que enfrenta la boca del golfo. Es notable allí la ausencia de la capa superior en una pequeña zona elíptica que se ubica entre dos zonas con espesores de 25 a 30 m, que coincide con la traza del cañón que baja desde la zona de la boca. Resulta notable la ausencia de depósitos significativos en la banda adyacente a la costa donde, a pesar de no contarse con una cobertura sísmica completa, los datos disponibles verifican esa falta o escasez de sedimentos.

En síntesis, la capa "H" se presenta en la forma de un cuerpo sedimentario lobular y digitado que ocupa la región central profunda del golfo. Se ha hecho notar también que los mayores espesores de esa capa se encuentran en la zona que enfrenta la boca del golfo, donde coexiste con un sector que no está cubierto por los sedimentos y que, además, ese sitio es el más profundo en la batimetría actual. Asimismo, se vio que la franja que bordea la costa, en especial en la mitad sur del golfo donde se ensancha notablemente, está desprovista de esa cubierta.

DISCUSIÓN

La exploración sísmica del golfo San José resultó en la identificación de dos capas que integran la estructura poco profunda, una capa inferior, denominada capa "T" -la roca de base- y otra superior llamada capa "H" -la cubierta sedimentaria.

De la roca de base

La capa inferior -capa "T"- se extiende regionalmente dentro del golfo y constituye la roca de base en la zona. Se ha podido observarla sísmicamente hasta unos 70 m por debajo de su superficie. Esta superficie corresponde una discordancia regional que la separa de la capa superior en regiones de extensión limitada. Donde la capa superior falta, la discordancia pasa a conformar el fondo del golfo, que puede estar tapizado por una muy delgada capa de sedimentos recientes.

El carácter y los patrones de reflexión en la capa "T" reflejan una secuencia sedimentaria estratificada y suavemente plegada de sedimentos marinos poco profundos que forma un cuerpo tabular. Esta estructura muestra un suave plegamiento, evidenciando una moderada acción tectónica que, sin embargo, no ha producido fallas.

El entorno geológico en que se ubica la capa "T" -por debajo del nivel del mar, su proximidad a las formaciones sedimentarias marinas del Terciario que la rodean, las características morfológicas del fondo del golfo, expresadas en la continuidad de los rasgos costeros con los espolones y senos de la topografía submarina- indica que la capa "T" es continuación de la Formación Gaiman (Haller et al. 2001), también conocida informalmente como "Patagoniano", constituida por limos cineríticos, arcilitas y areniscas del Terciario medio-tardío depositados en ambiente marino de plataforma poco profunda, que han sido descriptos para la sección basal de los acantilados costeros del golfo.

Se cree oportuno mencionar que la literatura no consigna plegamiento para el "Patagoniano", con la salvedad que hace Weber (1983) de una comunicación verbal de H. Methol que "ha sugerido que los estratos de la Formación Patagonia podrían estar muy suavemente plegados. Por ej. la laguna La Barrancosa"; una alusión por Haller et al. (2001); y lo mencionado por Pierce et al. (1969) para el subfondo en el golfo de San Matías. De cualquier forma resultaría muy difícil apreciar alabeos en esos terrenos, generalmente descriptos como "subhorizontales", si se los contempla a la distancia a simple vista o de frente a un acantilado, aunque mostraran la máxima pendiente aquí determinada, de 1:40.

De la discordancia

La discordancia que forma el techo de la capa "T" en el golfo refleja una etapa erosiva subaérea, posterior al plegamiento y elevación de los terrenos marinos del Terciario, que resultó en la elaboración de una depresión cerrada, como lo muestra la batimetría. La erosión afectó a las formaciones del Neógeno que hoy marginan al golfo en las tierras emergidas de la península Valdés. Esto significó la supresión de gran parte del "Patagoniano" (Formación Gaiman) y secciones enteras del "Rionegrense" y de los "Rodados Patagónicos" (Formaciones Madryn y Rodados Patagónicos). Así, la discordancia -y la depresión- resulta claramente posterior a la depositación de los "rodados patagónicos", lo que está en completo acuerdo con lo que fuera adelantado para el vecino golfo Nuevo (Mouzo y Garza 1979). En consecuencia, la edad de la discordancia puede fijarse en el Pleistoceno tardío.

De la cubierta sedimentaria

La capa superior -capa"H"- que en parte cubre a la roca de base mostró un carácter complejo debido a la forma en que se interrelacionan las diversas unidades de facies sísmicas que la integran y que conforman la secuencia sísmica. Así se observaron diversas unidades de facies sísmicas en una forma aparentemente desordenada. Se encontraron unidades de facies que van de configuración caótica, a estratificación simple paralela, pasando por otras de configuración estratificada divergente.

La capa "H" muestra una forma externa de abanico lobulado que ocupa la región central profunda y sus mayores espesores, del orden de los 30 m, enfrentan la boca del golfo. Coincidentemente, en esa zona la batimetría muestra que un valle o cañón submarino desciende desde la boca del golfo y termina en una pequeña hoya, que marca la máxima profundidad actual.

La asociación precedente remite inmediatamente a la acción de una corriente de turbidez, originada en movimientos en masa en sus cabeceras, que se desplazó a lo largo del cañón transportando su carga sólida, que fue depositada en la boca del cañón. Es en ese lugar donde se encuentran las unidades sísmicas que representan depósitos de tipo turbidítico, descriptas más arriba, que son típicas de la facies de lomada de abanico complejo (mounded fan complex). Las unidades caóticas son producto de los movimientos en masa que generaron un ambiente de alta energía; las de estratificación divergente acuñada, debidas al desplazamiento de los canales de descarga en el abanico submarino durante el proceso de agradación; y las unidades con estratificación simple paralela que las cubren se producen al final del proceso, cuando la energía ambiental ha disminuido, resultando en la sedimentación de tipo hemipelágico de los grados más finos.

Origen y edad del golfo

La batimetría muestra que el golfo San José coincide con una depresión costera cerrada, con una estrecha boca. Allí se presenta un umbral a 25-30 m de profundidad que lo separa del golfo San Matías. Esta depresión se labró después del depósito de las sedimentitas del "Patagoniense", del "Rionegrense" y de los "Rodados Patagónicos" (Formaciones Gaiman, Madryn, y Rodados Patagónicos) en un ambiente subaéreo, por procesos múltiples, acción eólica, erosión pluvial, movimientos en masa, sin necesaria participación tectónica, como lo demuestra la ausencia de fallas en la zona.

La depresión fue posteriormente invadida por el mar, como lo muestran los depósitos marinos que la cubren. La entrada del mar a la depresión, que ciertamente debe haber sido violenta favorecida por la diferencia de niveles, se produjo en la zona que hoy ocupa la boca provocando movimientos de remoción en masa que ocasionaron la sobreprofundización en la zona de la boca y originaron el cañón que llega hasta la zona más profunda. Al mismo tiempo se formaban los lóbulos del abanico y algunos albardones observados sísmicamente. Las diversas facies sísmicas de configuración caótica atestiguan estos procesos, al igual que otros semejantes, debidos a deslizamientos y derrumbes en las regiones costeras del interior del golfo.

Finalizados esos procesos, y ya con las aguas afectadas solamente por corrientes de marea o de viento, se inicia la lenta depositación de las partículas mas finas todavía suspendidas en la columna de agua, que originaron los depósitos representado por la facies sísmica de estratificación paralela. No se espera un gran aporte de materiales finos de áreas continentales al golfo más allá de los transportados por el viento o provenientes de derrumbes, ya que no existen ríos que desagüen en el golfo. La ausencia de aportes actuales queda demostrada en la gran transparencia de las aguas de los golfos, que indica un mínimo de materiales en suspensión.

La entrada del mar a la depresión tiene que haberse producido durante una transgresión, cuando el nivel del mar estaba unos 30 m más bajo que el actual, aunque habría que considerar algún efecto isostático todavía no estudiado. La plataforma labrada en la región de la boca a esa profundidad así lo sugiere. Por otra parte, la existencia de una única capa de origen marino por encima de la discordancia que forma el techo de la roca de base - y de la depresión- indica que la submergencia se produjo durante la última transgresión, en el Holoceno.

CONCLUSIONES

Los datos de la exploración sísmica de reflexión de poca profundidad realizada en el golfo San José, y su análisis empleando los principios de la estratigrafía sísmica y en especial los relativos a las unidades de facies sísmicas, permitieron determinar que:

1.    El mar -el golfo- ocupó una depresión cerrada de origen subaéreo, semejante a otras existentes en la región norpatagónica y, especialmente, las ubicadas en la Península Valdés;

2.    la depresión está labrada en los depósitos sedimentarios del "Patagoniense" (Formación Gaiman) tras la erosión de las capas del "Rionegrense" y de los "rodados patagónicos" (Formaciones Gaiman y Rodados Patagónicos);

3.    la depresión es producto de procesos múltiples, acción eólica, erosión pluvial, movimientos en masa, sin necesaria participación tectónica;

4.    los depósitos marinos superficiales que aloja la depresión -ahora el golfo- son principalmente producto de procesos de remoción en masa, evidenciados en las unidades de facies sísmicas de configuración caótica y estratificada divergente, que se completan con otros del tipo hemipelágico, representados en las unidad de facies sísmica de configuración estratificada paralela;

5.    la submergencia de la depresión se produjo durante la transgresión del Holoceno, cuando el nivel del mar estaba unos 30 m por debajo del actual;

6.    los procesos de remoción en masa producidos durante la etapa de la submergencia provocaron flujos y corrientes de tipo turbidítico que originaron la sobreprofundización en la zona de la boca, la formación de un cañón submarino con albardones, y un abanico submarino complejo;

7.    una sedimentación de tipo hemipelágica de los grados sedimentarios más finos que permanecieron en suspensión completa la secuencia sedimentaria con estratificación horizontal de los sedimentos más recientes. No se espera otro aporte de sedimentos recientes al golfo a excepción de los transportados por el viento o de los originados en eventuales derrumbes.

Agradecimientos: Los datos empleados en este trabajo fueron obtenidos como parte de las tareas de reconocimiento de la Plataforma Continental Argentina por el Servicio de Hidrografía Naval, al que se agradece la posibilidad de su publicación.

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Recibido: 10-01-2013 Aceptado: 12-08-2013