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DEPÓSITOS DE TURBIDITAS INTRA Y EXTRA CUENCALES: ORIGEN Y CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS

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Abstract and Figures

Intrabasinal and extrabasinal turbidite deposits: origin and distinctive characteristics According to its original conception, turbidites were related to re-sedimentation processes in deep waters. Basically, sediments initially stored in littoral/shallow marine environments were periodically transferred (or re-sedimented) into the inner basin by slope instability. Since these turbidites originate within the marine basin, the resulting sediment gravity flows could be considered intrabasinal turbidites. More recently, an increasing number of evidences show that turbidites commonly originates from the direct discharge from rivers in flood. These turbidites result from relatively dense turbulent suspensions entering the sea as hyperpycnal flows. Since these turbidites originate in the continent, they are extrabasinal turbidites. The deposits of intrabasinal and extrabasinal turbidites have several diagnostic features allowing a clear differentiation. Intrabasinal turbidites are surge-like flows, and commonly initiate with a cohesive debris flow that progressively dilutes and transform into a granular and finally a turbulent flow. On the contrary, extrabasinal turbidites are fully turbulent flows driven by a relatively dense and sustained river discharge. Depending on the grain-size of suspended materials, the resulting hyperpycnal flow can be muddy or sandy. Sandy hyperpycnal flows also can carry bedload, resulting in sandy to gravel composite beds with sharp to gradual internal changes, laterally associated with lofting rhythmites and abundant plant remnants. Muddy hyperpycnal flows are loaded by a suspension of silt and clay, and accumulate silty-clay graded beds with plant remnants and displaced marine microfossils. It is interpreted that most of the shales of the Los Molles and Vaca Muerta formations in the Neuquen Basin were accumulated in this way.
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DEPÓSITOS DE TURBIDITAS INTRA Y EXTRA CUENCALES:
ORIGEN Y CARACTERÍSTICAS DISTINTIVAS
Carlos Zavala1,2, Mariano Arcuri1,2, Mariano Di Meglio1, Agustín Zorzano1
1: GCS Argentina, Florida 1600, Interna 1320, 8000 Bahía Blanca, Buenos Aires
czavala@gcsargentina.com, marcuri@gcsargentina.com, mdimeglio@gcsargentina.com, zorzano@gcsargentina.com
2: Departamento de Geología, Universidad Nacional del Sur, San Juan 670, 8000 Bahía Blanca. Buenos Aires
Palabras clave: turbiditas, hiperpicnitas, intracuencales, extracuencales, restos vegetales
ABSTRACT
Intrabasinal and extrabasinal turbidite deposits: origin and distinctive characteristics
According to its original conception, turbidites were related to re-sedimentation processes in deep
waters. Basically, sediments initially stored in littoral/shallow marine environments were periodically
transferred (or re-sedimented) into the inner basin by slope instability. Since these turbidites originate
within the marine basin, the resulting sediment gravity ows could be considered intrabasinal
turbidites. More recently, an increasing number of evidences show that turbidites commonly
originates from the direct discharge from rivers in ood. These turbidites result from relatively dense
turbulent suspensions entering the sea as hyperpycnal ows. Since these turbidites originate in the
continent, they are extrabasinal turbidites. The deposits of intrabasinal and extrabasinal turbidites
have several diagnostic features allowing a clear differentiation. Intrabasinal turbidites are surge-like
ows, and commonly initiate with a cohesive debris ow that progressively dilutes and transform
into a granular and nally a turbulent ow. On the contrary, extrabasinal turbidites are fully turbulent
ows driven by a relatively dense and sustained river discharge. Depending on the grain-size of
suspended materials, the resulting hyperpycnal ow can be muddy or sandy. Sandy hyperpycnal
ows also can carry bedload, resulting in sandy to gravel composite beds with sharp to gradual
internal changes, laterally associated with lofting rhythmites and abundant plant remnants. Muddy
hyperpycnal ows are loaded by a suspension of silt and clay, and accumulate silty-clay graded
beds with plant remnants and displaced marine microfossils. It is interpreted that most of the shales
of the Los Molles and Vaca Muerta formations in the Neuquen Basin were accumulated in this way.
INTRODUCCIÓN
El descubrimiento de las corrientes de turbidez y sus depósitos, turbiditas, constituyó uno
delosprincipalesavancesenlasedimentologíadelsigloXX.Inicialmente,lasturbiditasfueron
concebidas como depósitos marino-profundos, originados por el colapso gravitacional de materiales
clásticos acumulados cerca del talud. El mecanismo contempla una acumulación primaria en zonas
costeras y de plataforma, de donde serían periódicamente removidos y resedimentados en zonas
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más profundas. Un pre-requisito excluyente para estas turbiditas lo constituye la presencia de un
talud de cuenca, el cual permitiría generar un flujo denso por desestabilización gravitativa. Dicha
desestabilización podría ser inducida por terremotos (ej. turbidita del Grand Bank, 1929) o un
exceso de acumulación en deltas de margen de plataforma principalmente durante caídas eustáticas
(lowstand). Más recientemente, el hallazgo de evidencias de aportes directos de ríos en crecida hacia
la plataforma e interior de cuenca (Normark y Piper 1991) mediante flujos hiperpícnicos, abrió
nuevas perspectivas a la sedimentación marina profunda, ya que permitió comprender las grandes
discrepanciasenlamorfologíadelasturbiditas“clásicas”estudiadasenlosflysch terciarios de los
Pirineos y Apeninos, con aquellas reconocidas en los sistemas actuales asociados a los grandes ríos
(Shanmugam y Moiola 1988; Mutti y Normark 1987). La principal diferencia entre estos dos tipos
de sedimentación turbidítica reside en su modo de origen. Mientras que las primeras (turbiditas
clásicas) se originan íntegramente en el medio marino (intracuencales), las segundas (extracuencales
o hiperpícnicas) se originan en el continente (Figura 1). Estas características imprimen en los
depósitos características sumamente distintivas, algunas de ellas de fundamental importancia para
el potencial petrolero de estas rocas, tanto reservorios como roca madre.
Este trabajo tiene como objetivo discutir las similitudes y diferencias entre turbiditas intra y
extracuencales, enfatizando su importancia para la acumulación de rocas reservorio, convencionales
y no convencionales.
Figura 1. Block diagrama conceptual mostrando el desarrollo de turbiditas intracuencales (I) y extracuencales (E). Las turbiditas
extracuencales reciben aportes directos desde el continente y pueden dejar su depósito tanto en la plataforma como debajo del
talud
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
TURBIDITAS INTRACUENCALES
Se incluyen dentro de esta categoría todos los flujos y depósitos relacionados a flujos
gravitativos de sedimentos originados dentro del medio subacuático (lacustre o marino). Si bien
el origen más frecuente se relaciona a la desestabilización gravitativa (instantánea o regresiva) de
un talud depositacional (Moore 1961), los flujos gravitativos intracuencales se pueden originar
además por tormentas en áreas costeras (McCabe 1972) o por inestabilidad convectiva al frente
de deltas litorales (Parsons et al. 2001). Cabe destacar que en este trabajo se sigue el criterio de
Mutti et al. (1999) por el cual se consideran turbiditas todos los flujos gravitativos de sedimentos
sean estos puramente turbulentos o no. Se incluyen de esta manera tanto flujos newtonianos
(fluidos) y no newtonianos (plásticos). Los flujos gravitativos de sedimentos son todos aquellos
flujos en los cuales el motor fundamental lo constituye la fuerza de la gravedad actuando
sobrelossedimentos(MiddletonyHampton1973),ydondeelaguaintersticialactúacomoun
lubricante facilitando el movimiento del mismo. Un aspecto fundamental para la iniciación y
el movimiento de estos flujos es la presencia de una pendiente depositacional, la cual permite
transformarla energíapotencial enenergía cinética,constituyendo estesu“motor” principal.
Sin una pendiente regional, las turbiditas intracuencales no pueden obtener nueva energía, por
lo que son forzadas a detenerse por efecto de la disipación por fricción. Por ello, las turbiditas
intracuencales se depositan preferentemente al pie de un quiebre de pendiente regional, como
puede ser el pie del talud.
Básicamente, las turbiditas intracuencales se originan en su mayoría por una inestabilidad
gravitacional producida dentro de la cuenca, resultando inicialmente en un sediment failure que
da lugar a un debris flow cohesivo (Mutti 1992). Si este debris flow cohesivo acelera e incorpora agua
ambiente, puede modificarse a través de sucesivas transformaciones de flujo y saltos hidráulicos,
resultando finalmente en una turbidita diluida con la acumulación de secuencias granodecrecientes
(tipo Bouma 1962). Las características y diversidad de facies del depósito final dependerán en
gran medida del volumen inicial y la pendiente del talud, la cual permite acelerar y transformar
eficientemente el flujo original. Mutti et al.(1994)incorporaroneltérmino“ecienciadeujo”
para referirse a la capacidad de un debris flow original en transformarse en un numero de facies
determinadas, y de esta manera transportar arena hacia el interior de cuenca. Un flujo turbiditico
altamente eficiente tendrá la capacidad de evolucionar mostrando el máximo número de facies
distribuidas a lo largo de un cortejo de facies desconectado, con una selección granulométrica
importante, y desarrollado amplias zonas de transferencia y depositación. Por el contrario, un
flujo poco eficiente sufrirá pocas transformaciones resultando en un cortejo de facies conectado,
con depósitos pobremente seleccionados (Figura 2).
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El análisis de facies aplicado al estudio de turbiditas intracuencales ha avanzado enormemente
desde el entendimiento del origen de las capas gradadas por Kuenen y Migliorini (1950). A partir
del esquema de interpretación racional de Bouma (1962), los modelos de facies más populares y
esclarecedores corresponden a Mutti y Ricchi Lucchi (1972), Walker (1978), Lowe (1979, 1982),
Pickering et al. (1989), Mutti (1992) Mutti et al. (1999) y Mutti et al. (2003). Siguiendo el modelo
de razonamiento de Sanders (1965), Mutti (1992) y Mutti et al. (1999) proponen un esquema de
facies (facies tract), considerando distintos tipos de flujos y sus depósitos (Figura 3). Este esquema
es racional y dinámico, y contempla 9 facies genéticas (F1 a F9, Figura 3). Debe tenerse en cuenta
que el resultado final en lo referente a los tipos de facies, dependerá fundamentalmente de la
eficiencia del flujo. Si un flujo original (debris flow cohesivo, compuesto por múltiples fracciones
granulométricas) de reología plástica no logra transformarse, se acumulará como una facies F1 por
congelamiento cohesivo, y no se desarrollarán las sucesivas facies del tract. Por el contrario, si este
plástico se transforma totalmente perdiendo su cohesión, se generará un depósito residual (CgRF)
de grandes bloques (transportados previamente por cohesión interna) y un flujo hiperconcentrado,
de tipo newtoniano, laminar y supercrítico (flujo granular). Si este flujo hiperconcentrado se
deposita por congelamiento friccional, se originará una facies F2 (Figura 4A), de lo contrario,
si incorpora agua, se transformará en un flujo turbulento de alta densidad supecrítico, con la
consecuente acumulación de un conglomerado residual (facies F3). Si este flujo turbulento de alta
densidad no puede transformarse, o lo hace parcialmente, puede resultar en la acumulación de
facies gruesas inmaduras, como las F4 y F5 (Figura 4B). Por el contrario, si este flujo se transforma
en un flujo turbulento subcrítico mediante un salto hidráulico, dará lugar a un depósito residual
Figura 2. El concepto de eficiencia de flujo para turbiditas intracuencales. Tomado de Mutti et al. 1994.
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
(Facies F6), mientras que el flujo turbulento subcrítico seguirá su viaje cuenca adentro y posibilitará
la acumulación de facies F7, F8 y F9 (Figura 4C) a medida que el flujo turbulento va desacelerando
progresivamente.
De acuerdo a Mutti (1992) el salto hidráulico entre un flujo inercial (granular o supercrítico) y
uno gravitacional (subcrítico) ocurriría hacia el pie del talud, y marcaría el inicio de la acumulación
de los lóbulos turbidíticos. Dado que las turbiditas intracuencales se originan corrientemente por
un colapso gravitacional, los flujos relacionados tienden a ser episódicos, con una duración de
minutos a horas dependiendo si están asociados o no a un slide regresivo. Estos flujos están
caracterizados por una cabeza que se mueve muy rápidamente (flujo granular), seguido por
un cuerpo y una cola más diluidos, por lo que tienden a mostrar depósitos granodecrecientes,
dispuestos sobre base erosiva.
Figura 3. Facies tract para la interpretación genética de turbiditas intracuencales. Tomado de Mutti 1992.
La cabeza de estos flujos es muy dinámica, ya que en el frente de avance contra el agua
ambiente resuspende los materiales transportados por turbulencia, redirigiéndolos hacia atrás
por encima del cuerpo y cola del flujo (Simpson 1987). Los materiales más pesados (arenas y
limos) son reincorporados al cuerpo del flujo, mientras que los materiales livianos y la arcilla son
segregados hacia la cola del flujo. En consecuencia, las turbiditas intracuencales tienden a perder
los materiales más livianos, por lo que los depósitos relacionados carecen de restos vegetales,
carbón y troncos (Zavala et al. 2012).
Debido a que estos flujos se originan dentro de la cuenca de modo subacuático, el agua
intersticial es agua ambiente, por lo que no forman plumas de inversión de densidad ni sus
depósitos (ritmitas de lofting). Estos flujos se mueven en todo momento adheridos al fondo, por
lo que los depósitos muestran en general una gran continuidad lateral, con abundantes marcas de
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base y ripples de corriente en las facies más finas.
Las turbiditas intracuencales muestran a menudo depósitos de flujos plásticos, supercríticos
(inerciales o granulares) y subcríticos (gravitacionales), por lo que los depósitos son a menudo
polimodales y mal seleccionados.
Figura 4. Ejemplos de depósitos relacionados a turbiditas intracuencales. A) conglomerados poco organizados, con abundante
matriz fina, acumulados por flujos hiperconcentrados (facies F2 de Mutti 1992). Formación Los Molles, Jurásico inferior, Cuenca
Neuquina. B) Areniscas muy gruesas masivas, con abundante matriz, relacionada a flujos granulares (facies F5 de Mutti 1992).
Formación Los Molles, Jurásico inferior, Cuenca Neuquina. C) Areniscas finas a muy finas, acumuladas por flujos turbulentos
desacelerantes conformando una secuencia completa Ta-e de Bouma (1962) o facies F8 y F9 de Mutti 1992. Formación Guárico,
Eoceno, Venezuela.
TURBIDITAS EXTRACUENCALES
La relación directa entre deltas, cañones submarinos y abanicos turbidíticos fue notada en
forma temprana por numerosos investigadores. De hecho, las primeras evidencias de flujos de
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
fondo fueron reportadas en 1887 a partir de la rotura de cables en el cañón submarino durante
crecidasdelríoCongo(Heezenet al. 1964). De acuerdo a estos autores, hasta 1937 se registraron
al menos 30 roturas de cables por flujos turbidíticos relacionados a crecidas de este río. Para
Moore (1969) el río, su delta litoral asociado, su cañón submarino y abanico turbidítico componía
unaúnicaentidadcorrespondienteasu“sistemadinámico”,enlacualtodosestoselementosse
encontraríanenunainterrelacióngenética.Bates(1953)introdujoeltérmino“deltasubmarino”
para los depósitos acumulados por flujos hiperpícnicos (flujos de origen fluvial con una densidad
total superior a aquella de la cuenca receptora). No obstante ésto, la existencia de flujos hiperpícnicos
en cuencas marinas fue considerada como prácticamente imposible hasta que Milliman y Syvitski
(1992) y Mulder y Syvitski (1995) determinaran que estos flujos son muy comunes en los ríos
actuales. De acuerdo a Mulder y Chaprón (2011) el 84% de los ríos actuales produce al menos una
vez al año una descarga hiperpícnica en la cuenca marina relacionada. Dado que estas descargas se
producen durante las crecidas de los ríos, el volumen de sedimentos transferidos durante un único
evento puede ser considerable (Mulder et al. 2003).
Mutti et al. (1996) fueron unos de los primeros en resaltar la importancia de los aportes directos
de los ríos en crecida a la sedimentación turbidítica profunda y de plataforma. El modelo de facies
de Mutti et al. (1999, 2003) para turbiditas extracuencales constituye en realidad una modificación
parcial del modelo de facies propuesto originalmente para las turbiditas intracuencales (Mutti
1992). En efecto, este modelo considera que los sistemas fluviales asociados a áreas de drenaje
pequeñas y de alfo gradiente, podrían generar descargas fluviales de alta concentración (flujos
hiperconcentrados), los cuales al entrar en cuencas marinas o lacustres asociadas sufrirían progresivas
transformaciones resultando en lóbulos de plataforma (shelfal sandstone lobes, Mutti et al. 1996) o
lóbulos turbidíticos dependiendo de su profundidad. No obstante, al presente no existen registros
fehacientes de flujos hiperconcentrados generados por ríos en su desembocadura. Por el contrario,
las descargas fluviales actuales de flujos turbulentos densos con menor o mayor participación de
cargadelecho,ysussistemasturbidíticosasociados,sehallamuchomejordocumentada(Heezen
1964; Prior y Bornhold 1990; Bornhold y Prior 1990; Wetzel 1993; Johnson et al. 2001; Droz et al.
1996, 2003; Warrick y Milliman 2003; Mulder et al.1998,2003;Saint-Ongeet al. 2003; Nakajima
2006; Violante et al. 2009; Milliman et al. 2007; Dellapenna et al. 2008; Bourget et al. 2010; Wu
2013). Para que un flujo de origen fluvial (agua dulce) pueda vencer el contraste de densidad y
hundirsepordebajodeunacuencamarina,debetenerun“lastre”dematerialesmáspesadosen
suspensión turbulenta, con una concentración mayor a los 36 kg/m3 (Mulder et al. 2003).
La descarga directa de un flujo turbulento de origen fluvial, hace que los flujos asociados
(flujos hiperpícnicos) presenten propiedades sumamente particulares, las cuales imprimen en sus
depósitos características diagnósticas. Una de las particularidades de los flujos hiperpícnicos es su
perfil de velocidad, el cual es diametralmente opuesto al de las turbiditas intracuencales (Figura
5). Mientras las turbiditas intracuencales presentan su máxima velocidad en la cabeza (Kneller y
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Buckee 2000) con un decrecimiento hacia el cuerpo y cola, las turbiditas extracuencales presentan
cabezas de baja velocidad (leading head, Kassem y Imran 2001), con máximas velocidades hacia
el cuerpo de las mismas (Figura 5). Este hecho hace que muchas hiperpicnitas simples muestren
una gradación inversa basal, seguida de una gradación normal (Mulder et al. 2003), elemento
considerado diagnóstico por muchos investigadores (Bhattacharya y MacEachern 2009). La baja
velocidad y relativa alta concentración de la cabeza del flujo hiperpícnico, hace que el mismo
pueda avanzar con baja incorporación de agua ambiente (entrainment) desplazándose como una
“cuña”pordebajodelaguaambientemássalada.
Figura 5. Comparación del perfil de velocidad entre una turbidita intracuencal (I) y una extracuencal (E). De Zavala et al. 2012.
Si tomamos en consideración la naturaleza propia del flujo y sus mecanismos de sustentación,
las diferencias con las turbiditas intracuencales son notables. Dado que las turbiditas extracuencales
provienen directamente de una descarga fluvial, estos flujos se componen por una mezcla de
elementos continentales (ej: agua dulce, detrito vegetal, troncos, canto rodado) e intracuencales
(ej: restos de conchillas) erosionados durante su viaje en el medio submarino. Dependiendo del
tipo de red de drenaje fluvial y el tamaño del sistema, los flujos pueden tener una duración
prolongada (días, semanas o meses), pudiendo desplazarse grandes distancias (hasta centenares de
kilómetros)conpendientesmuybajas.Heezenet al. (1964) reportaron en depósitos turbidíticos
actuales del río Congo, niveles con un contenido de restos vegetales (hojas y ramas) de hasta 65%
en peso. Estos depósitos se ubican a 3 metros debajo del fondo marino actual, a una profundidad
de agua de 3916 metros y una distancia de 441 km de la desembocadura. Depósitos de turbiditas
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
recientes con abundantes restos vegetales han sido reportadas por proyecto CARAMBA (2002)
enelabanicoactualdelOrinoco,aunaprofundidaddeaguade1994metrosyaunadistancia
de 290 km de la desembocadura. Nakajima (2006) menciona restos vegetales en hiperpicnitas
transportadas por más de 700 km en el mar de Japón (abanico de Toyama) a una profundidad de
agua de 3382 metros. La presencia de restos vegetales dentro de depósitos clásticos de offshore es
considerado un criterio diagnóstico de un origen hiperpícnico (Petter y Steel 2006; Myrow et al.
2008; Zavala et al. 2012). La Figura 6 (de Zavala et al. 2011) resume las principales características de
los flujos hiperpícnicos y sus depósitos.
Figura 6. Síntesis de las principales características de los flujos hiperpícnicos y sus depósitos. De Zavala et al. 2011.
Las características de las facies sedimentarias acumuladas a partir de flujos hiperpícnicos
dependerán fundamentalmente de la composición del flujo original, pudiendo desarrollarse
hiperpicnitas de grano grueso (arenosas) o de grano fino (fangosas). La Figura 7 muestra el track
de facies para un flujo hiperpícnico con una composición mixta (gravas, arenas, limos y arcillas).
Básicamente se distinguen tres familias de facies genéticas: B, S y L.
Las facies B (bedload) son las más gruesas, y se componen por materiales transportados como
carga de lecho hacia la base de un flujo turbulento sostenido de carga arenosa. Los depósitos
se componen por conglomerados masivos (facies B1 y B1c), areniscas conglomerádicas con
laminación diagonal asintótica (facies B2) y areniscas conglomerádicas con laminación difusa y
clastos alineados (facies B3), acumulados como consecuencia de una pérdida de competencia del
flujo (Figura 8A y 8B). La matriz es abundante, y corresponde a materiales finos transportados
dentro del flujo turbulento, los cuales son atrapados en el depósito basal. A menudo los clastos
muestran imbricación, lo cual sugiere un flujo fluido (newtoniano) donde los clastos pueden girar
libremente por rolido. Esta última característica permite diferenciar fácilmente a las facies B de los
depósitos de flujos hiperconcentrados (facies F2) de Mutti (1992). Si el flujo presenta fluctuaciones
en la velocidad, el depósito resultante puede mostrar cambios graduales y recurrentes de facies
(Figura 8A y 8B) conformando capas compuestas (Zavala et al. 2007).
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Las facies S (suspended load) se acumulan en virtud de una pérdida de capacidad del flujo
turbulento con carga arenosa, y se componen por materiales finos (mayormente arena fina)
colapsados desde el flujo turbulento a medida que éste va desacelerando. El colapso de la carga
turbulenta a menudo arrastra y atrapa elementos livianos transportados en el flujo hiperpícnico,
por lo cual es común que estas facies presenten abundante detrito vegetal. La facies más común
corresponde a arenas masivas (Facies S1, Figura 8C), acumulada de modo gradual desde un
flujo turbulento con una tasa de sedimentación mayor a 0.44 mm/s (Kneller y Branney 1995;
Sumner et al. 2008). Si el flujo continúa desacelerando y perdiendo carga suspendida, y no
obstante no se eleva del fondo, se desarrollarán areniscas laminadas (facies S2) y con climbing
ripples (facies S3).
Figura 7. Track de facies genético para flujos hiperpícnicos con carga de lecho asociada. A) Asociación de facies a lo largo del
sistema depositacional. B) Cambios laterales de facies entre el eje y los laterales del flujo. Modificado de Zavala et al. 2011.
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
La elevación del flujo ocurre por el efecto de flotación del agua dulce en un punto donde la
pérdida de capacidad del flujo turbulento (por pérdida de velocidad) hace que la densidad total
disminuya por debajo de la del agua de mar. Finalmente, la facies S4 corresponde a la acumulación
de la fracción arcillosa del flujo, mayormente por floculación desde un nivel nefeloide.
Las facies L (lofting) son el resultado de la precipitación directa de areniscas muy finas, limos,
micas y materiales carbonosos desde nubes de inversión de flotación (nubes de lofting). Los
depósitos se integran por láminas milimétricas gradadas de arena-limo separadas por niveles con
Figura 8. Ejemplo de depósitos de turbiditas extracuencales. A) depósitos de carga de lecho (facies B) acumuladas de modo
gradual hacia la base de un flujo hiperpícnico sostenido con variaciones en la capacidad y competencia, conformando
capas compuestas. B) detalle del tramo basal. Note los cambios de facies graduales y recurrentes. C) bancos de arenas
masivas (facies S1) sucedidos por arenas laminadas (facies S2) y ritmitas de lofting (facies L), con abundantes restos vegetales.
Formación Los Molles, Jurásico inferior, Cuenca Neuquina. D) Detalle de restos vegetales (vista en planta) en ritmitas de
lofting. Miembro Huncal de la Formación Vaca Muerta, Cretácico inferior, Cuenca Neuquina.
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abundantes micas y restos carbonosos (facies L, Figuras 8C y 8D), y niveles con abundantes restos
vegetales asociados a ripples de bajo ángulo (facies S3L), areniscas laminadas (facies S2L) y areniscas
masivas con niveles de restos carbonosos (facies S1L). Estas facies se desarrollan principalmente
hacia los laterales del flujo (Figura 6B), debido a la rápida disminución lateral de la velocidad del
jet flowturbulento(Wright1977;Hoyalet al. 2003).
Composición del flujo hiperpícnico y depositación
En contraste con las turbiditas intracuencales, las turbiditas extracuencales pueden desplazarse
con una muy baja incorporación de agua ambiente (entrainment), lo cual se traduce en la capacidad
de transportar por grandes distancias elementos livianos, como el agua dulce y los restos vegetales.
La capacidad de transportar volúmenes considerables de detrito vegetal hasta el interior de cuenca,
convierte a las turbiditas extracuencales en uno de los elementos fundamentales para el origen
del shale gas. Las turbiditas extracuencales logran mantener su exceso de densidad en virtud de
los elementos más pesados transportados en suspensión turbulenta, como lo son la arena, el
limo y la arcilla (Figura 9). Conceptualmente, existen dos tipos de flujos hiperpícnicos, los flujos
hiperpícnicos de carga arenosa (sandy hyperpycnal flows) y los flujos hiperpícnicos de carga fangosa
(muddy hyperpycnal flows) (Figura 10).
Figura 9. Principales componentes de un flujo hiperpícnico. El exceso de densidad es provisto
por los materiales más pesados transportados en suspensión turbulenta. De Zavala et al. 2011.
Los flujos hiperpícnicos de carga arenosa (Figuras 10A y 10B) se componen mayormente
por una carga de arena muy fina y limo en suspensión turbulenta, y pueden tener asociada carga
de lecho de grano grueso en áreas proximales. Cuando parte de la carga arenosa se pierde por
depositación el flujo se vuelve progresivamente más liviano (Figura 10A). En consecuencia, el
efecto de flotación del agua dulce (menos densa) puede hacer que el flujo hiperpícnico despegue
del fondo arrastrando el remanente areno-limoso junto a los elementos más livianos (micas y restos
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Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
vegetales) hacia una nube de flotación interna, en un proceso que se conoce como lofting (Sparks
1993). La velocidad a la que se produce esta inversión de la flotación dependerá fundamentalmente
de la composición del flujo hiperpícnico, ya que el único elemento de carga cuya sustentación
depende de la velocidad (por pérdida de capacidad del flujo al disminuir la turbulencia) es la
fracción arena-limo. De este modo, los flujos hiperpícnicos con una carga arenosa turbulenta y un
limitado contenido de arcilla en suspensión pueden despegar del fondo antes de alcanzar las bajas
velocidades requeridas para desarrollar ripples (Figura 10B), resultando en capas de arenas masivas
(Facies S1) seguidas por ritmitas de lofting (facies L), sin desarrollar el intervalo con climbing ripples
(facies S3) típico de las bajas velocidades de flujo durante la etapa final de desaceleración (ver
ejemplo en Figuras 8C y 10B).
Figura 10. Composición del flujo hiperpícnico y depósitos relacionados. A-B) Turbiditas extracuencales (hiperpícnicas) de carga
arenosa. C-D) Turbiditas extracuencales de carga fangosa.
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Los flujos hiperpícnicos de carga fangosa (Figura 10C y 10D) se componen mayormente por
una carga de limo fino y arcilla. Contrariamente a las arenas finas y limos gruesos, el contenido
dearcilla en un ujohiperpícnico provee un“lastre”permanente que puedellegar aimpedir
completamente la inversión de la densidad (lofting) especialmente si el contenido de arcilla por
si sólo supera los 36 kg/m3 requeridos para mantener el flujo en contacto con el fondo (Mulder
et al. 2003). De esta manera, al disminuir la velocidad del flujo turbulento, no se producirá una
disminución en la capacidad del flujo, por lo que el exceso de densidad se mantendrá hasta que
el flujo se detenga por completo en los sectores más bajos de la cuenca y conforme un nivel
nefeloide basal desde donde comenzará a flocular la arcilla arrastrando a los eventuales fitodetritos
presentes en el flujo (Figura 10C). Estos últimos flujos corresponden a flujos hiperpícnicos de
Figura 11. Ejemplo de hiperpicnitas de grano fino relacionadas a flujos compuestos por una carga turbulenta de materiales finos
(arcilla y limo). A) trazado de tres niveles gradados. Nótese a la base de 2 la superficie levemente erosiva (flechas), indicando
que flujo hiperpícnico sobrepasante se movía pegado al fondo. Asimismo, los flames al tope de 1 sugieren que el nivel basal
se encontraba aún saturado de agua y en estado “soposo”, y que el flujo relacionado a 2 se desplazaba de izquierda a derecha.
Los restos carbonosos son abundantes, se indican con una flecha los más grandes. B) Vista indicando la localización de las
microfotografías a, b y c, las cuales muestran restos vegetales de distinto tamaño.
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas 239
Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
carga turbulenta de grano muy fino, los cuales conforman verdaderos ríos submarinos con la
capacidad de transportar toneladas de limos y arcillas con restos vegetales hacia el interior de
cuenca. Este último mecanismo de acumulación de arcilla contrasta enormemente con el proceso
de decantación (Pettijohn 1975) generalmente considerado como el mecanismo dominante para
la acumulación de arcillas de offshore. De acuerdo a Bhattacharya (2010), al menos el 50% de las
lutitas de plataforma podrían acumularse por estos flujos fangosos. A diferencia de los depósitos
de decantación, los flujos de limos y arcillas viajan pegados al fondo y tienen capacidad erosiva
(Figura 11) por lo que pueden cargar microfósiles marinos durante su viaje al interior de cuenca.
El depósito resultante conformará capas masivas gradadas de espesor centimétrico-decimétrico
con detrito vegetal disperso y eventualmente microfósiles marinos (Figura 11) similares a las
“hemiturbiditas”descriptas porStowy Wetzel (1990). Unode loselementosdiagnósticos que
permite diferenciar a los depósitos de estos flujos respecto de los acumulados por decantación
pura, es la presencia de láminas gradadas con erosión y flames (Figura 11) lo cual indica un flujo
de fondo en movimiento.
Existen asimismo distintas situaciones alternativas, como por ejemplo si en la cuenca receptora
las aguas están estratificadas por densidad. Si el flujo originario se compone por arcillas con un
contenido limitado de arenas, una vez disminuida la carga por depositación de las arenas, el
flujo con alto contenido de arcilla puede desplazarse por sobre una termoclina como un interflow
(Figura 10D). En este caso el depósito resultante serán niveles gradados de limos y arcillas masivos,
sin restos vegetales, indiferenciables de las lutitas acumuladas por decantación.
Las turbiditas extracuencales (flujos hiperpícnicos) fangosas son muy importantes y proveen
una explicación racional para la acumulación de espesas sucesiones de lutitas. De acuerdo a
observaciones preliminares, se interpreta que la mayor parte de las lutitas de las formaciones Los
Molles (Jurásico Inferior) y Vaca Muerta (Jurásico superior – Cretácico inferior) en la Cuenca
Neuquina, se habrían acumulado a partir de este mecanismo. Las turbiditas extracuencales fangosas
podrían explicar adecuadamente la presencia de restos vegetales en zonas internas de la cuenca,
así como también la alta relación limo/arcilla presente en estas unidades, lo cual constituye un
elemento favorable para el desarrollo de yacimientos no convencionales.
DISCUSIÓN Y CONCLUSIONES
Las turbiditas intracuencales y extracuencales constituyen elementos esenciales para justificar
la transferencia de grandes volúmenes de sedimentos clásticos hacia áreas de plataforma e interior
de cuenca, tanto por desestabilización gravitativa, como por transferencia directa desde el
continente.
Las turbiditas intracuencales conforman un mecanismo eficiente para compensar y
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas
240 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
restablecer el perfil de equilibrio en cuencas caracterizadas por un importante desbalance en el
aporte sedimentario entre zonas litorales y de interior de cuenca. No obstante, su efectividad
como sistema de distribución clástica (eficiencia) dependerá de distintos factores, como lo son el
volumen inicial de la desestabilización, la pendiente depositacional, y la capacidad del flujo original
para acelerar, incorporar agua ambiente, y transformarse finalmente en una turbidita diluida. El
volumen final del depósito y la distancia de transporte pueden incrementarse notablemente por
efecto de la ignición del flujo (Parker 1982) y los mecanismos de autosuspensión (Bagnold 1962).
Los mecanismos de iniciación de estas turbiditas están ligados a una desestabilización inducida
por actividad tectónica (terremotos) o al colapso periódico de sedimentos acumulados cerca del
borde de la plataforma (e.g. shelf margin deltas), principalmente durante el lowstand.
Las turbiditas extracuencales permiten la transferencia directa de agua dulce, sedimentos y
materia orgánica (mayormente restos vegetales) desde el continente hacia áreas de plataforma e
interior de cuenca. El volumen de restos vegetales puede llegar a ser muy importante (hasta 50%
COT,Salleret al. 2006), llegando a constituir verdaderas rocas madre para la generación de petróleo
y gas. Dependiendo de la duración de la descarga fluvial, el tamaño de grano de la suspensión
turbulenta y la presencia o no de carga de lecho asociada, los depósitos resultantes (hiperpicnitas)
pueden constituir bancos arenosos y conglomerádicos espesos de desarrollo complejo o niveles
gradados de limos y arcillas con restos vegetales y microfósiles intracuencales. El espesor y extensión
de estos depósitos dependerá fundamentalmente de la duración de la descarga hyperpícnica y la
topografía del fondo. El origen de las turbiditas extracuencales se relaciona fundamentalmente
a causas climáticas (lluvias excepcionales), por lo cual pueden generarse independientemente de
laposición relativa delnivel delmar. Observacionespreliminares permiteninterpretar quelas
lutitas de las formaciones Los Molles y Vaca Muerta en la Cuenca Neuquina, se habría acumulado
mayormente por flujos extracuencales de carga fangosa.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen los comentarios y correcciones efectuadas por los árbitros anónimos,
las cuales permitieron mejorar este trabajo.
REFERENCIAS CITADAS
Bagnold, R.A, 1962, Auto-suspension of transported
sediment: turbidity currents. Proc. R. Soc. Lond.
Ser. A, 265, 315-319.
Bates, C., 1953, Rational theory of delta formation:
AAPG Bulletin. 37, p. 2119-2162.
Bhattacharya,J. y J.MacEachern,2009, Hyperpycnal
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas 241
Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
rivers and prodeltaic shelves in the Cretaceous
seaway of North America. Journal of Sedimen-
tary Research, V. 79, p. 184-209.
Bhattacharya, J.P., 2010, Reevaluating Depositional
Models for Shelf Shales, AAPG, Search and Dis-
covery Article #50242 (2010), Adapted from oral
presentation at AAPG Annual Convention, Den-
ver, Colorado, June 7-10, 2009. Talk also present-
ed at GSA South Central meeting, Richardson,
TX in 2009 and GCAGS Convention, Shreve-
port, LA in 2009.
Bornhold, B.D.y D.B. Prior, 1990, Morphology and
sedimentary processes on the subaqueous Noeick
River delta, British Columbia. In: Colella, A.,
Prior, D.B. (Eds.), Coarse-Grained Deltas, Spec.
Publ. Internat. Assoc. Sedimentologists, vol. 10,
p. 169 – 181.
Bouma A.H., 1962, Sedimentology of some flysch
deposits, a graphic approach to facies interpreta-
tion. Elsevier Co., 168 pp., Amsterdam.
Bourget, J., S. Zaragosi, T. Mulder, J. L. Schneider, T.
Garlan, A. Van Toer, V. Mas y N. Ellouz-Zim-
mermann,2010,Hyperpycnal-fedturbiditelobe
architecture and recent sedimentary processes: A
case study from the Al Batha turbidite system,
Oman margin. Sedimentary Geology 229, p.
144–159.
Dellapenna, T.M., C.J. Noll, B.R. Fielder y R. Webster,
2008, Hyperpycnal Flow Within Low Gradient
River Deltas and Implications for Both Sand and
Mud Transport Onto the Shelf: Brazos River,
Northern Gulf of Mexico. Search and Discovery
Article#50091(2008)PostedOctober24,2008.
Heezen,B.C.,R.J.Menzies,E.D.Schneider,W.M.Ew-
ing y N.C.L. Granelli, 1964, Congo submarine
Canyon. AAPG Bulletin, 48, p. 1126-1149.
Hoyal, D.C.J.D., J.C: Van Wagoner, N.L. Adair, M.
Deffenbaugh,D.Li,T.Sun,C.Huh,yE.Gifn,
2003, Sedimentation from jets: a depositional
model for clastic deposits of all scales and en-
vironments. Search and Discovery Article no.
40082.
Johnson, K.S., C.K. Paull, J.P. Barry y F.P. Chávez,
2001, A decadal record of underflows from a
coastal river into the deep sea: Geology, v. 29,
p. 1019–1022.
Kassem, A., y J. Imran, 2001, Simulation of turbid
underflows generated by the plunging of a river.
Geology. 29, p. 655–658.
Kneller, B., y M. Branney, 1995, Sustained high-densi-
ty turbidity currents and the deposition of thick
massive sands. Sedimentology, 42, p. 607-616.
Kneller, B. y C. Buckee, 2000, The structure and fluid
mechanics of turbidity currents: a review of some
recent studies and their geological implications.
Sedimentology, 47, p. 62-94.
KuenenP.H.yC.I.Migliorini,1950,Turbiditycurrents
as a cause of graded bedding. The Journal of
Geology, 58, p. 91-127.
Lowe, D. R., 1979, Sediment gravity flows: Their clas-
sification and some problems of application to
natural flows and deposits. SEPM (Special Publi-
cation n. 27), p. 75-82.
Lowe, D. R., 1982, Sediment gravity flows: II.
Depositional models with special reference to
the deposits of high-density turbidity currents.
Journal of Sedimentary Petrology, Vol. 52, No.
1, p. 279-297.
McCave, I.N., 1972, Transport and escape of fine-
grained sediment from shelf areas. In: Shelf
Sediment Transport: Process and Pattern. Swift,
D.J.P., Duane, D.B. and Pilkey, O.H. (eds.).
Dowden, Hutchinson and Ross, Stroudsburg,
Pa., p. 225-248.
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas
242 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
Middleton, G. V. y M.A. Hampton, 1973, Sediment
gravity flows: mechanics of flow and deposition.
In Turbidites and Deep Water Sedimentation. G.
V.MiddletonandA.H.Bouma(eds.).Anaheim,
California, SEPM. Short Course Notes, 38p.
Milliman, J.D., y J.P.M. Syvitski, 1992, Geomorphic/
tectonic control of sediment discharge to the
ocean: the importance of small mountainous riv-
ers. J. Geol. 100 (5), p. 525–544.
Milliman, J.D., S.W. Lin, S.J. Kao, J.P. Liu, C.S. Liu,
J.K. Chiu y Y.C. Lin, 2007, Short-Term Changes
inSeaoorCharacterDuetoFlood-DerivedHy-
perpycnal Discharge: Typhoon Mindulle, Tai-
wan, July 2004. Geology 35, p. 779–782.
Moore D.G. 1961, Submarine slumps. Journal of Sedi-
mentary Petrology, 31, p. 343-357.
Moore, G.T., 1969, Interaction of rivers and oceans –
Pleistocene petroleum potential. AAPG Bulletin,
53, p. 2421-2430.
Mulder, T., y J.P.M. Syvitski, 1995, Turbidity current
generated at river mouths during exceptional dis-
charges to the world oceans. Journal of Geology.
103, p. 285-299.
Mulder, T., B. Savoye, D.J.W. Piper, J.P.M. y Syvitski,
1998, The Var submarine sedimentary system:
understanding Holocene sediment delivery
processes and their importance to the geologi-
cal record. Stoker, M.S., Evans, D; & Cramp, A.
(eds) Geological Processes on Continental Mar-
gin: Sedimentation, Mass-wasting and stability.
Geological Society, London, Special Publication
(129), p. 145-166.
Mulder, T., J.P.M. Syvitski, S. Migeon, J.C. Faugéres, y
B. Savoye, 2003, Marine hyperpycnal flows: ini-
tiation, behavior and related deposits. A review.
Marine and Petroleum Geology. 20, p. 861–882.
Mulder, T. y E. Chapron, 2011, Flood deposits in con-
tinental and marine environments: character and
significance, in: Sediment transfer from shelf
to deep water – Revisiting the delivery system,
AAPG Studies in Geology, 61, edited by: Slatt,
R. M. and Zavala, C., p. 1–30.
Mutti, E., y F. Ricci Lucchi, 1972, Le torbiditi
dell’Appennino Settentrionale: introduzione
all’analisi di facies. Mem Soc. Geol. Italiana. 11,
p. 161-199, Roma.
Mutti, E. y W.R. Normark, 1987, Comparing examples
of modern and ancient turbidite systems: prob-
lems and concepts, Marine Clastic Sedimentol-
ogy, p. 1-38.
Mutti, E., 1992, Turbidite sandstones. AGIP - Istituto
di Geologia Università di Parma, 275 pp., San
Donato Milanese.
Mutti, E., G. Davoli, y R. Tinterri, 1994, Flood-Related
Gravity-Flow Deposits in Fluvial and Fluvio-Del-
taic Depositional Systems and their Sequence-
Stratigraphic Implications. In Posamentier,
H.W.,andMutti,E.,eds.,SecondHigh-Resolu-
tion Sequence Stratigraphy Conference, Tremp,
Abstract Book, p. 137–143.
Mutti, E., G. Davoli, R. Tinterri, y C. Zavala, 1996,
The importance of ancient fluvio-deltaic systems
dominated by catastrophic flooding in tectoni-
cally active basins: Memorie di Scienze Geo-
logiche, Universita di Padova, v. 48, p. 233-291.
Mutti, E., N. Mavilla, S. Angella, y LL. Fava, 1999,
An introduction to the analysis of ancient turbi-
dite basins from an outcrop perspective. AAPG
Continuing Education Course Note 39, p. 1-98.
Tulsa.
Mutti, E., R. Tinterri, G. Benevelli, D. Di Biase, y G.
Cavanna, 2003, Deltaic, mixed and turbidite sed-
imentation of ancient foreland basins: Marine
and Petroleum Geology, 20, p. 733-755.
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas 243
Depósitos de turbiditas intra y extra cuencales: origen y características distintivas
Myrow,P.M.,M.P.Lamb,C.Lukens,K.Houck,yJ.
Strauss, 2008, Proximal to distal facies relation-
ships in deposits of wave-influenced hyperpyc-
nalflows.AAPGHedbergConference“Sediment
Transfer from Shelf to Deepwater – Revisiting
the Delivery Mechanisms”. March 3-7, 2008 –
Ushuaia-Patagonia, Argentina.
Nakajima,T.,2006,Hyperpycnitesdeposited700km
away from river mouths in the Central Japan Sea,
Journal of Sedimentary Research, 76, p. 59-72.
Normark, W. R., y D.J. Piper, 1991, Initiation pro-
cesses and flow evolution of turbidity currents:
implications for the depositional record. SEPM
Spec. Publ., n° 46, p. 207-230, Tulsa.
Parker, G., 1982, Condition for the ignition of cata-
strophically erosive turbidity currents. Mar.
Geol., v. 46, p. 307-327, Amsterdam.
Parsons,J.D.,J.BushyJ.P.MSyvitski,2001,Hyperpy-
cnal flow formation with small sediment concen-
trations. Sedimentology, 48, p. 465–478.
Petter,A.L.yR.J.Steel,2006,Hyperpycnalflowvari-
ability and slope organization on an Eocene
shelf margin, Central basin, Spitsbergen. AAPG
Bulletin, V. 90, No. 10, p. 1451-1472.
Pettijohn, F.J., 1975, Sedimentary Rocks, Third Edi-
tion:NewYork,Harper&Row,628p.
Pickering,K.T.,R.N.HiscottyF.J.Hein,1989, Deep
marine environments: clastic sedimentation and
tectonics.UnwinHymanLtd,p.416.
Prior, D.B. and B.D. Bornhold, 1990, The underwater
developmentofHolocenefandeltas.In:Colella,
A. and Prior, D.B. (Eds.), Coarse-Grained Deltas,
Spec. Publ. Internat. Assoc. Sedimentologists,
vol. 10, p. 75 – 90.
Saint-Onge,G.,T.Mulder,D.J.W.Piper,C.Hillaire-
Marcel, and J. Stoner, 2003, Earthquake and
flood-induced turbidites in the Saguenay Fjord
(Quebec): A Holocene paleoseismicity record:
Quaternary Science Reviews, v. 23, p. 283–294.
Saller, A., R. Lin, y J. Dunham, 2006, Leaves in turbi-
dite sands: the main source of oil and gas in the
deep-water Kutei Basin, Indonesia. AAPG Bulle-
tin, 90/10, p. 1585-1608.
Sanders, J. E., 1965, Primary sedimentary structures
formed by turbidity currents and related sedi-
mentation mechanisms. In: Middleton, G. V.,
ed., Primary sedimentary structures and their hy-
drodinamic interpretation. Soc. Econ. Paleontol-
ogists Mineralogists Spec. Publ. 12, p. 192-219.
Shanmugam, G. y R.J. Moiola, 1988, Submarine fans:
characteristics, models, classification, and reser-
voir potential: Earth-Science Reviews, v. 24, p.
383-428.
Simpson, J. E., 1987, Gravity currents: In the environ-
ment and the laboratory. John Wiley & Sons, New
York, Chichester, Brisbane, and Toronto. 244p.
Sparks,R.S.J.,R.T.Bonnecaze,H.E.Huppert,J.R.
Lister,M.A. Hallworth, J. Phillips y H. Mader,
1993, Sediment-laden gravity currents with re-
versing buoyancy. Earth Planet. Sci. Lett. 114, p.
243-257.
Stow,D.A.V.yA.Wetzel,1990,Hemiturbidite:anew
type of deep-water sediment. In: Cochran, J.R.,
Stow, D.A.V. et al., Proceedings of the Ocean
Drilling Project, Scientific Results, 116. College
Station(OceanDrillingProgram),p.25-34.
Sumner, E.J., L.A. Amy y P.J. Talling, 2008, Deposit
structure and processes of sand deposition from
decelerating sediment suspensions. Journal of
Sedimentary Research, 78, p. 529–547.
Violante C., 2009, Rocky coast: geological constraints
for hazard assessment. In: Violante C (ed) Geo-
hazard in rocky coastal areas. G.S.L Publ., 322,
1–31. (ISBS 978-1-86239-282-3). 210 p.
IAPG Instituto Argentino del Petróleo y el Gas
244 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
Walker, R.G., 1978, Deep-water sandstone facies and
ancient submarine fans: model for exploration
for stratigraphic traps. American Association of
Petroleum Geologists Bulletin, 62 (6), p. 932-
966.
WarrickJ.A.y J.D.MillimanJ.D.,2003,Hyperpycnal
sediment discharge from semi-arid southern
California rivers—implications for coastal
sediment budgets. Geology 31, p. 781–784.
Wetzel, A., 1993, The transfer of river load to deep sea
fans: a quantitative approach. AAPG Bulletin, 77,
p. 1679-1692.
Wright, L. D., 1977, Sediment transport and deposi-
tion at river mouths: a synthesis: Geological So-
ciety of America Bulletin, v. 88, p. 857-868.
Zavala,C.,M.Arcuri,H.GameroDíazyC.Contreras,
2007, The Composite Bed: A New Distinctive
FeatureofHyperpycnalDeposition:2007AAPG
Annual Convention and Exhibition (April 1 - 4,
2007), Long Beach, California USA.
Zavala,C.,M.Arcuri,H.Gamero,C.ContrerasyM.Di
Meglio, 2011, A genetic facies tract for the analysis
of sustained hyperpycnal flow deposits. in R. M.
Slatt and C. Zavala, eds., Sediment transfer from
shelftodeepwater—Revisitingthedeliverysystem:
AAPG Studies in Geology 61, p. 31– 51.
Zavala, C., M. Arcuri y L. Blanco Valiente, 2012, The impor-
tance of plant remains as a diagnostic criteria for the
recognition of ancient hyperpycnites. Revue de Paléo-
biologie, Genéve (2012) Vol. spéc. 11, p. 457-469.
... Estratigráficamente, la Formación Los Molles se ubica a la base del Grupo Cuyo (Groeber, 1946) y representa la primera gran transgresión marina desde el Océano Pacífico, la cual se compone por una espesa sucesión de sedimentos de grano fino ricos en materia orgánica. Zavala et al. (2014) y Zavala y Arcuri (2016) interpretan que la mayor parte de las lutitas de la Formación Los Molles fueron acumuladas a partir de turbiditas extracuencales fangosas, lo que explicaría la presencia de restos vegetales en zonas internas de la cuenca, así como también la alta relación limo/arcilla presente en esta unidad, elementos favorables para el desarrollo de yacimientos no convencionales. ...
... Para el tramo superior de la unidad, Freije et al. (2002), proponen un ambiente de plataforma costa afuera hasta prodelta con eventual depositación de lóbulos arenosos distales generados por corrientes de turbidez de baja densidad. Recientemente, Zavala et al. (2014) plantean que la mayoría de los depósitos de tipo shale pertenecientes a la Formación Los Molles fueron acumulados por flujos hiperpícnicos de carga fangosa. ...
... Interpretación: se interpreta que esta facies se habría acumulado a partir de altas tasas de decantación en flujos fluidos de fango (Otharán et al. 2018;2020). La existencia de cambios cíclicos en el tamaño de grano sugiere un flujo de fondo en movimiento, rasgos diagnósticos que los diferencian de la decantación pura en aguas calmas (Zavala et al., 2014). ...
Thesis
Se realizó un estudio multidisciplinario de detalle sobre el tramo basal de la Sección “Don Silverio” perteneciente a la Formación Los Molles, en la Subcuenca de Picún Leufú, Neuquén. El objetivo del presente trabajo es contribuir al conocimiento integral de la Formación Los Molles (Jurásico Temprano-Medio) al sur de la Dorsal de Huincul y evaluar el potencial oleogenético de la sección estudiada. A partir del estudio sedimentológico/estratigráfico, se reconocieron hiperpicnitas fangosas y arenosas depositadas en un Delta Hiperpícnico Subacuático. Este delta se habría desarrollado en porciones distales de la plataforma, por debajo de la acción de oleaje, durante períodos de mayor eficiencia del sistema deltaico. En cuanto al análisis de la materia orgánica palinológica, se reconoció una predominancia absoluta de materia orgánica de origen continental. Un total de 4 palinofacies tipo fueron definidas, las cuales reflejan las diferentes condiciones de depositación y energía presentes en los diferentes flujos hiperpícnicos. En base a la variedad de taxones continentales reconocidos (Cheirolepidiaceae, Araucariaceae, Botryococcaceae, entre otros) y las diferencias de requerimientos paleoecológicos que tienen cada uno de ellos, se evidencia el largo camino y los distintos ambientes que atravesaron los flujos hiperpícnicos hasta alcanzar la cuenca receptora. A partir del análisis geoquímico de las muestras, se reconoce que los valores de carbono orgánico total son mayores al 1% en casi todos los casos, lo que permitiría asociar a estas rocas con buena a muy buena capacidad de generación de hidrocarburos. Sin embargo, los bajos valores obtenidos de S2 no confirman dicha asignación, por lo que finalmente se las clasifica como rocas con pobre potencial. El querógeno presente es de tipo III/IV y IV, constituido por materia orgánica esencialmente rica en carbohidratos de plantas vasculares. La interpretación del potencial oleogenético que se obtiene a partir del análisis palinológico presenta una correlación con los resultados obtenidos a partir del estudio geoquímico, por lo que la sección de estudio no cumple con las condiciones para ser considerada un buen reservorio no convencional de tipo shale gas.
... Gravels in the beds are mainly medium or fine in size with an arrangement in high angles, and the main composition is granite gneiss. The characteristics of coarse rain-size, poor sorting, and massive structure can be attributed to debrites formed by hyperpycnal flows which are triggered by floods with nearsource and short transport under episodic earthquakes and rapid deposition (Mulder et al., 2003(Mulder et al., , 2011Zavala et al., 2011Zavala et al., , 2014. The large-scale basal erosional surface indicates a channelized sedimentary environment. ...
... The thickness of a completely composite rhythm in the distributary channel fills about 30 cm (Fig. 9). The reverse-normal grading reflects the complete process of flood energy enhancement and attenuation with gradient flow changes (Dong, 1999;Mulder et al., 2003Mulder et al., , 2011Zavala et al., 2011Zavala et al., , 2014. The imbricated structure reflects tractive current deposits. ...
... The thickness of stacked lobes can reach more than 2 m, and the inter-surfaces are generally unclear, because of strong compaction and flow flushing. The deposits are usually characterized by massive, thicklayered sandstones, which probably indicate the un-loading of sandy debris flow in front of the hyperpycnal channel mouth (Fig. 9) (Zavala et al., 2011(Zavala et al., , 2014. ...
Article
The boundary fault of the Dongying Sag is divided into isolated and scattered segments and small-scale relay zones, which are important geomorphic features controlling sedimentation in the early stage of rift evolution. Previous studies have shown changes in facies in deposits of thousands of meters in thickness on fault-bounded margins, where deep-water fan systems are vertically stacked with delta deposits in the same way as in many basins around the world. However, changes in sedimentation processes and sedimentary systems and their relationship with the evolution of the main boundary fault remain a matter of debate. We focus on the transition from shallow-water to deep-water systems and their responses to relay-ramp evolution in the Yanjia Subsag of the Eocene Dongying Sag in the Bohai Basin. A relatively simple assemblage of local structures provides an ideal opportunity to investigate the impact of relay-ramp evolution on the early synrift deposits. An integrated dataset of 3D seismic volumes, cores and wireline logs is used to analyze the evolution of the Chennan Fault, to delineate thirteen lithofacies, and to recognize two depositional styles (including fan deltas and nearshore subaqueous fans) and their distribution during different stages of the relay-zone evolution. In the early stage of rifting, the depositional style changes, from the development of axial and transverse systems in the early to middle period to the development of transverse systems in the late period; this is mainly controlled by the evolution of the relay ramp. The change is accompanied by a rapid decrease in the rate of sediment supply, architectural changes in transport conduit from the relay ramp to a canyon, and local geomorphic changes that control transport routes, sediment delivery, and depositional locations. Floods ultimately become dominant transport mechanism with a new system, such that hyperpycnal flows form, leading to another transformation of the sedimentary systems from a fan-delta system to a nearshore subaqueous fan system. On the basis of these transformations in sedimentary systems we are able to propose new recommendations for reservoir exploration in continental rift basins, which include exploration potential, source reservoir cap assemblage, and spatiotemporal evolution of plays.
... The deposits consist of a prograding clastic section where offshore fine-grained deposits of the Los Molles Formation (Weaver 1931) with isolated turbidite intervals are progressively overlain by sandstone and a conglomerate of shallow-marine to continental environments (Lajas Formation, Weaver 1931;Gulisano et al. 1984;Hinterwimmer and Jáuregui 1984;Zavala and González 2001). More recently, increasing evidence shows that offshore shelfal deposits of the Los Molles Formation could have been partially formed by direct discharges from rivers in flood (hyperpycnal flows) (Zavala et al. 2011(Zavala et al. , 2014Paim et al. 2011). Additionally, the Lajas Formation in Portada Covunco and the Sierra de la Vaca Muerta areas has also been reinterpreted as being related to hyperpycnal discharges (Zavala and González 2001;Zavala et al. 2011;Canale et al. 2015). ...
... Lithofacies, depositional sequences, and paleoenvironmental interpretations of the studied sections have been discussed in Zavala (1993Zavala ( , 1996a and Zavala et al. (2014). The physical and chemical extraction of palynomorphs was carried out using standard palynological techniques involving treatments with hydrochloric and hydrofluoric acids (Volkheimer and Melendi 1976). ...
... comm. in Carrillo-Berumen et al. 2013). Zavala et al. (2014) have reinterpreted most of the shale of the Los Molles Formation as being deposited from sustained fluvial-derived muddy hyperpycnal flows. These flows are basically a kind of sediment gravity flow originating in the continent, with an excess density provided by the suspension of silts and clay. ...
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Taphonomic analysis was performed on palynological samples of marine successions from the Cuyo Group of the Neuquén Basin. The group comprises the Los Molles and Lajas Formations (Middle Jurassic) and represents the first major marine depositional episode after the configuration of the basin. A total of 21 outcrop samples from five sections, located in the central-western part of the basin, were analyzed. The palynological counts of each sample were carried out taking into account the preservation state of the palynomorphs, which was mainly influenced by two parameters: their intrinsic properties and the environmental depositional conditions. Four main deterioration types (corrosion, degradation, mechanical damage, and concealment by authigenic minerals) and their six combinations were identified. The growth of pyrite crystals within the palynomorphs was strongly influenced by the exine structure, being dominant in bisaccate pollen grains. Mechanical damage appears to be the most important deterioration type, reflecting the highly dynamic conditions of shelfal marine environments. The term Palynotaphofacies (Pt) was proposed to characterize a sedimentary rock yielding palynological associations with distinctive preservational features. Three palynotaphofacies have been recognized: Pt-1 (tidal-influenced environments) is characterized by the highest percentage of deteriorated forms, reflecting either intermittent exposure to weathering or intense reworking. Pt-2 shows the highest percentage of well-preserved palynomorphs associated with rapid burial due to a high sedimentation rate and it comes from the delta-front facies of fluvial-dominated deltas. Finally, Pt-3 was identified in samples of prodelta hyperpycnites with a wide predominance of terrigenous components and it is characterized by the coexistence of well-preserved and deteriorated palynomorphs.
... Note that extrabasinal turbidites receive a direct supply from rivers in flood, and can accumulate shelfal or deep marine deposits. Adapted from Zavala et al., 2014. transform potential energy into kinetic energy, being the last their main "engine" of these flows. ...
... Note that density reversal (lofting) does not occur in muddy hyperpycnal flows. Modified after Zavala et al., 2014. facies S4 ( Fig. 13). ...
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The discovery of turbidites represents perhaps themajor genuine advance of sedimentology during the twentieth century. Turbidites are the deposits of turbidity currents and were originally related to the gravitational instability and re-sedimentation of previously accumulated shallow water sediments into deep waters. As these flows originate and entirely evolve within a marine or lacustrine basin, their associated deposits are here termed intrabasinal turbidites. Controversially, increasing evidences support that turbidity currents can also be originated by the direct discharge of sediment–water mixtures by rivers in flood (hyperpycnal flows). Since these flows are originated in the continent, their associated deposits are here termed extrabasinal turbidites. Deposits related to these two different turbidity currents are often confused in the literature although they display diagnostic features that allow a clear differentiation between them. Intrabasinal turbidites are mostly related to surge-like (unsteady) flows that initiate from a cohesive debris flow that accelerates along the slope and evolves into a granular and finally a turbulent flow. Its flow behavior results on the accumulation of normally graded beds and bedsets that lacks terrestrial phytodetritus and lofting rhythmites. Extrabasinal turbidites, on the contrary, are deposits related to fully turbulent flows having interstitial freshwater and sustained by a relatively dense and long-lived river discharge. According to the grain size of suspended materials, hyperpycnal flows can be muddy or sandy. Sandy hyperpycnal flows (with or without associated bedload) often accumulate sandy to gravelly composite beds in prodelta to inner basin areas. Their typical deposits show sharp to gradual internal facies changes and recurrence, with abundant plant remains. In marine waters, the density reversal induced by freshwater results in the accumulation of lofting rhythmites at flow margin areas. Muddy hyperpycnal flows are loaded by a turbulent suspension dominantly composed of a mixture of silt and clay-sized particles (b62.5 μm) of varying compositions. Since the suspended sediment concentration does not substantially decrease in waning flows, muddy hyperpycnal flows will be not affected by lofting, and the flow will remain attached to the sea bottom until its final accumulation. Typical deposits compose cm to dm-thick graded shale beds disposed over an erosive base with displaced marine microfossils and dispersed plant remains.
... Grey or grey-green siltstone or argillaceous siltstone often appears in the mudstone in thin layers, with corrugated bedding and weakly deformed layers. It contains plant fossil fragments and a large amount of carbon debris, which generally reflects the characteristics of turbulent hydrodynamic conditions and gradually weakening energy (Zavala et al., 2014). The outer fan is adjacent to the semi-deep lake/deep lake and exhibits low-density turbidite or plume deposits, mainly composed of S-M lithofacies with a small amount of Sil lithofacies (Fig. 4B). ...
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Rapid changes in paleoclimate in the Early Cretaceous had profound impacts on the global ecosystem, which is recorded not only in marine sediments but also in coeval sediments deposited in continental lake systems. This study performed the lake sedimentary characteristics and paleontological data of the upper member of Bayingebi Formation (K1b²) of Lower Cretaceous in the Yin'e Basin (North China) and revealed the paleoclimate disturbances and the evolution of paleovegetation and paleoenvironment recorded in the continental lake. The sediments of K1b² can be divided into 10 kinds of lithofacies according to grain size, sedimentary structure and overall lithofacies. The three lithofacies associations are nearshore subaqueous fan, semi-deep lake/deep lake and shallow lake respectively. Seventy-eight palynomorph genera and two hundred and thirty-one palynomorph species were identified in the K1b² samples, which allowed to distinguish 3 palynozones. The sporopollen spectrum and the ecological characteristics of sporopollen parent plants indicate that there was abundant temperate coniferous forest vegetation during the deposition of Bayingebi Formation. The mixed phenomenon of a few cold-loving molecular spores and pollen such as spruce, cedar and fir with tropical and subtropical spores and pollen suggest vertical zoning of plants. It is inferred that the ground shape and height difference around Yin'e Basin in Early Cretaceous is large, and there may be paleogeomorphic features of high mountains, and the paleoclimate has vertical zoning. The K1b² depositional period was mainly in the warm temperate-temperate paleoclimate background, and oil shale was mainly developed in the semi-humid warm temperate climate. The suitable paleotemperature and the sedimentary environment of semi-deep lake/deep lake provide rich organic matter sources and good preservation conditions for the formation of oil shale. The dropstone structures commonly found in the lower strata of the oil shale member of the Bayingebi Formation in the study area were deposited in a semi-humid temperate climate and were inferred to be ice-rafting deposits, which may be related to a brief climatic cooling event or seasonal freezing during the Early Cretaceous in northern China. The typical East Asian paleontological fossils (Jehol Biota) and lacustrine hydrocarbon source rocks developed in the Early Cretaceous in the study area were affected by the paleoclimate warming in the early Aptian, which was closely related to the increase of global CO2 concentration in this period.
... The hyperpycnal flow is recently attracting significant research attention. Zavala et al. explored the formation conditions, the dynamic characteristics, the sedimentary processes, and sedimentary principles of hyperpycnal flow and established a deposition model for the flow ( [24,25], 2011; [26][27][28][29][30]). In addition, the new technology of formation physical simulation research and engineering stress technology has provided technical support for the effective and economic development of tight oil and gas reservoirs [31][32][33][34][35][36]. ...
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The Chang 7 interval of the Upper Triassic Yanchang Formation in the Ordos Basin represents a typical deep lacustrine depositional sequence. On the basis of field outcrops, cores, well logs, light/heavy mineral provenance analysis, and petrological studies, we evaluated the characteristics of deep-water gravity flow deposition of the Chang 7 interval and constructed a depositional model. The sediments mainly came from the northeast of the study area, and multiple sublacustrine fans were deposited in the center of the basin. Different from the deep-marine fan, the sublacustrine fan in the study area develops under the background of gentle slope without any erosional canyon between the fan and delta front. Gravity flow deposits in the study area can categorised into three groups: sand debris flow deposits, turbidity current deposits, and deep-water mudstone deposits. The main channel and branch channel are mainly developed with thick massive sandy debris sandstone, while the channel lateral margin and branch channel lateral margin are mainly developed with middle massive sandy debris sandstones and turbidite sandstones, which from bottom to top, the thickness of sand layer becomes thinner and the grain size becomes smaller. Thin mudstone is developed between channels; the lobe fringe includes sheet-like turbidite sandstones and deep lake mudstones. The widely distribute, good quality source rocks (TOC=2%–6%) developed in deep lacustrine have attained the peak stage of oil generation (Ro=0.9%–1.2%). The superimposition of the sublacustrine fan sand bodies and the wide distribution of good quality source rocks favor the formation of large lithologic reservoirs characterized by source–reservoir integration, self-generation and self-storage, and near-source accumulation.
Article
Being the main oil-bearing basin of Argentina, the Neuquén Basin contains a well-documented stratigraphic record of continental and marine sedimentation during the Jurassic and Cretaceous in the western margin of Gondwana. Marine sedimentation started in the Early Jurassic with the deposition of the offshore to prodelta shales of the Los Molles Formation, the basal unit of the Cuyo Group. A palynological study of outcrop samples of the Los Molles Formation at two localities, Puente Picún Leufú, southern Neuquén Basin, and Cordillera del Viento, central basin area, is presented. The palynological evidence allows inferring two different palaeoceanographic contexts during the deposition of the Los Molles Fm. At Puente Picún Leufú and the lower part of the Cordillera del Viento localities, the record of acritarchs and prasinophytes suggests a stratified water column, suboxic-to-anoxic bottom conditions, and a reduced salinity within the photic zone, associated with a marginal marine environment under restricted oceanic circulation. These conditions would have last at least until the Early Bajocian. Conversely, at the middle and mainly the upper part of Cordillera del Viento locality, the predominance of dinocysts in the assemblages indicates a hydrographically unstable shelf (non-stratified water mass column) with well-oxygenated bottom waters developed under open-marine settings with non-restricted oceanic circulation. The abundance and diversity of dinocyst assemblages are comparable with those observed in the Late Callovian Lotena Formation. These evidences suggest an open oceanic circulation due to the establishment of different seaways in the Neuquén Basin, during the final accumulation of the Los Molles Formation (Early Callovian).
Conference Paper
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RESUMEN El rol de los flujos fluidos de fango en la acumulación de fangolitas bituminosas. Formación Vaca Muerta (Tithoniano temprano-Valanginiano temprano), Cuenca Neuquina, Argentina. Durante los últimos años, el avance de técnicas no convencionales de explotación de hidrocarburos puso especial interés en obtener una mejor comprensión de los procesos sedimentarios que controlan la acumulación de materiales finos con abundante contenido orgánico. Bajo este escenario, en Argentina el principal foco de estudio ha sido puesto en la Formación Vaca Muerta, dadas las excelentes propiedades que presenta esta unidad como reservorio no convencional de hidrocarburos. En esta contribución se presenta un estudio integrado de afloramiento y subsuelo orientado al análisis sedimentológico de la Formación Vaca Muerta. El estudio de afloramiento se focalizó en el análisis de procesos de sedimentación de materiales finos en cortes pulidos de concreciones carbonáticas. Por otro lado, el estudio de subsuelo permitió abordar un análisis sedimentológico de alta resolución en testigos corona provenientes de ocho pozos exploratorios de la Formación Vaca Muerta. Las evidencias encontradas en los intervalos analizados permitieron reconocer una gran variedad de depósitos asociados a flujos fluidos de fango. Su origen se relaciona a dos procesos principales: flujos hiperpícnicos fangosos de larga duración (origen extracuencal) y flujos de fango intracuencales asociados a procesos de resedimentación. Los flujos de fango intracuencales serían más frecuentes en sectores próximos al quiebre de la plataforma, generando depósitos con bajo contenido orgánico. Por otro lado, los flujos hiperpícnicos fangosos de origen extracuencal habrían actuado como excelentes medios de transferencia de sedimentos finos y materia orgánica desde áreas emergidas hasta zonas internas de la cuenca, atravesando relieves de muy baja pendiente. En su trayectoria cuenca adentro, habrían incorporado material intracuencal previamente depositado creando depósitos de origen mixto. La rápida transferencia de fango rico en materia orgánica (tipo II y III) hacia sectores internos de la cuenca habría permitido alcanzar un soterramiento rápido y eficiente, evitando su exposición en el fondo marino. Este proceso habría favorecido la preservación de fangos bituminosos en sectores internos de la Cuenca Neuquina. Palabras clave: flujos fluidos de fango (extracuencales, intracuencales), preservación de la materia orgánica, fangolitas bituminosas
Conference Paper
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During the last years, the study of fine grained sedimentary deposits received a growing attention due to the advance in the development of shale reservoirs, leading out to global multidisciplinary detailed geological surveys on a variety of unconventional resource shales. In addition, recent studies of present day processes and depositional sub-environments provided novel information about the mechanisms that control the distribution and accumulation of mud, contributing to a gradual paradigm shift in mudstone sedimentology. Even though, the current knowledge of the depositional history of these rocks is strongly limited because of the occurrence of post-depositional processes (highly mechanical compaction, strong weathering) that often disrupt the rock primary fabric. Nevertheless, uncompacted intervals of fine grained deposits are often preserved on early cemented beds and calcareous concretions. These early diagenetic bodies often preserve an exceptional record of primary features allowing their study by making macroscopic polished slabs. In Argentina, the Upper Jurassic – Lower Cretaceous Vaca Muerta Formation is composed of shale deposits up to 1200 meters thick, representing the main unconventional reservoir of South America. The widespread excellent outcrops of this unit in the Neuquén Basin thrust and fold belt provides a great opportunity to study the depositional history of thick mudstone successions. For a long time, these deposits were described as a monotonous mudstone succession with high TOC accumulated by fallout processes in quiet and anoxic deep marine environments. However, recent sedimentological research and reservoir characterization revealed that the Vaca Muerta Formation is a highly heterogeneous stratigraphic unit, displaying centimetre to millimetre scale lithofacies variations with fluctuating organic matter content, features that often influence on the reservoir quality and performance. In order to achieve production goals and reduce the exploitation risk it is really important to properly identify those intervals having the highest potential as unconventional resources (sweet spots). Preliminary detailed sedimentological studies focused on understanding the origin of Vaca Muerta shales suggest the common occurrence of bottom turbulent fluid mud flows carrying out fine grained sediments and organic debris as bedload and suspended load. These evidences are against the traditional model of “normal fallout” previously assumed as the main depositional mechanism for the accumulation of mud. The future understanding of the complexity of these fluid mud flows and their internal stacking pattern will be crucial to identify long-term exploitable organic rich levels. In this webinar the authors present a synthesis of the main working paradigms, some recent achievements and perspectives on the evolution of shale sedimentology.
Article
The common association of a river (with or without a delta), submarine canyon, and abyssal fan implies a genetic relation. The formation of these features must be considered as one dynamic system and not as independent events. A river entering the ocean may deposit most of its load near its mouth. Factors such as fluctuating discharge and saltwater encroachment, resuspension of material by current action, and other processes may cause much of this material to be conveyed to the deeper parts of the ocean basins. These sediments, commonly transported through submarine canyons or sea valleys, ultimately will be deposited on the abyssal plains, either in the form of a submarine cone or redistributed by deep currents to form a continental rise. The Los Angeles basin and some fields in the Gulf Coast contain prolific petroleum reserves in deep-water turbidites. The accumulations are in reservoirs of different Cenozoic ages. Oil and gas fields have been discovered in sediments of Pleistocene age; however, the known accumulations are only modest. As exploration moves seaward, greater volumes of late Cenozoic sedimentary strata and petroleum accumulations can be anticipated. During the Pleistocene, the regimens of rivers were altered significantly. For long periods of time, lowered sea level, increased river gradients, and voluminous glacial meltwater in flood-swollen rivers prevented the formation of large deltas. The net result was transportation of great sediment volumes across the continental shelf and slope with attendant canyon cutting and the deposition of the material at the base of the slope as submarine fans. The associated reservoir rocks of these fans may contain petroleum reserves as great as those of their shoreline equivalents, the deltas.
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Submarine-fan sequences are important hydrocarbon reservoirs throughout the world. Submarine-fan sequences may be interpreted from bed-thickness trends, turbidite facies associations, log motifs, and seismic-reflection profiles. Turbidites occurring predominantly in channels and lobes (or sheet sands) constitute the major portion of submarine-fan sequences. Thinning- and thickening-upward trends are suggestive of channel and lobe deposition, respectively. Mounded seismic reflections are commonly indicative of lower-fan depositional lobes.
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Primary sedimentary structures from so-called “turbidites” (deposits made by turbidity currents) may be divided into two groups: (1) those that were formed by deposition from turbulent suspensions, and (2) those that were not formed by deposition from turbulent suspensions. Structures in Group 1 include: (a) scour marks made on cohesive mud bottoms; (b) syndepositional deformation structures in fine-grained sediment; (c) structureless fine-grained beds; and (d) traction-plus-fallout structures (plane parallel laminae, “ripple drift with deposition from above,” and convoluted laminae). Structures in Group 2 include: (a) heterogeneous structureless beds; (b) cross-strata; (c) certain syndepositional structures in sands; (d) bedding surfaces showing linear tool marks without scour marks; (e) inversely graded beds; (f) coarse-grained graded beds; and (g) beds of coarse-grained sediment that are more delicately adjusted to bottom microrelief than interbedded layers of fine-grained sediment. Because turbidity currents are defined as density currents caused by turbulently suspended sediment, it is here argued that only deposits of Group 1 should be classified as turbidites. Previous usage has assigned structures from both groups to “turbidites,” but a revised nomenclature is presented that assigns structures of both groups to the process of resedimentation. Turbidity currents comprise the “suspended-load” part of resedimentation, whereas other processes, including slumps, flowing-grain layers, and moving viscous suspensions, comprise the “bed-load” part of resedimentation. Structures of Group 2 are inferred to originate by “bed-load” resedimentation. Three implications of the present interpretation are discussed: (1) The so-called fixed sequence of bedding types in “turbidites” should be modified to include more varieties, based on different proportions of “bed-load” parts and “suspended-load” parts of resedimented deposits as well as on differential distance of travel from the origin of resedimented deposits with equal proportions of these two parts. (2) The conditions of drag at the base of a turbidity current vary widely and range from low drag where the bottom is cohesive, to large drag where the bottom consists of cohesionless grains, and also include zero or “negative” drag where a more rapidly moving flowing-grain layer is in motion at the base of the turbidity current. (3) The distinctive features of resedimented deposits are the primary sedimentary structures of Group 2, which are here excluded from turbidites and assigned to the “bed-load” part of resedimentation.
Article
The various sandstone and conglomerates that geologists recognize as deep-water deposits are reviewed. The entire suite of rocks belongs to the ″resedimented coarse-clastic family,″ but excludes oceanic mudstones, oozes, and related fine-grained deposits. The various members of the family are related to depositional environments known in modern submarine fans. Finally, it is suggested how the submarine fan model may be used in petroleum exploration.