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

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 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.

Full text

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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226 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
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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232 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
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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234 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
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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236 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
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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238 IX Congreso de Exploración y Desarrollo de Hidrocarburos
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.
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