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Reconocimiento de turbiditas fangosas en la Formación Vaca Muerta (Jurásico tardío-Cretácico temprano), Neuquén, Argentina.VI SAJ, Malargüe 2016

Authors:

Abstract

Las rocas sedimentarias de grano fino (<62.5 μm) conforman más del 60% del registro sedimentario del planeta. Los modelos tradicionales relacionan la acumulación de estas rocas a procesos de decantación hemipelágica en áreas de off-shore e interior de cuenca dominadas por aguas calmas y fondos anóxicos. No obstante, recientes estudios experimentales han revelado la existencia de mecanismos alternativos de transporte y depositación de estos sedimentos, los cuales permitirían justificar adecuadamente los enormes espesores de lutitas presentes en el registro sedimentario. El estudio de procesos sedimentarios en sucesiones fósiles de grano fino se encuentra a menudo limitado por la elevada compactación que presentan estos depósitos, lo cual dificulta el reconocimiento de estructuras sedimentarias primarias. La compactación provoca un marcado aplanamiento de las estructuras primarias, dando como resultado estructuras que asemejan a una laminación paralela. Una alternativa posible para el estudio de estas rocas se encuentra presente en niveles de capas cementadas y concreciones formadas durante la diagénesis temprana. Estos intervalos tienen la ventaja de presentar una baja compactación, ya que conservan un registro “congelado” del sedimento al momento de su depositación, lo que permite estudiar todas aquellas características primarias del depósito. En esta contribución se presentan estudios sedimentológicos de la Formación Vaca Muerta realizados en diferentes afloramientos (Río Neuquén, Tres Chorros, Cerro Mulichinco, Mallín Quemado y Picún Leufú). Los estudios se han efectuado en muestras macroscópicas de capas cementadas por carbonato, las cuales han sido cortadas y pulidas para su análisis e interpretación. Se han reconocido capas gradadas (gradación normal-inversa) de espesor centimétrico con bases erosivas y truncaciones internas, así como también estructuras sedimentarias tales como ripples de fango, flames y laminación convoluta. Estas evidencias sugieren la presencia de flujos turbulentos de carga fangosa con gran capacidad erosiva, los cuales podrían relacionarse a corrientes de turbidez de origen intra y extracuencal.
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... Sin embargo, a partir de la explotación de recursos no convencionales en la Formación Vaca Muerta se han desarrollado estudios sedimentológicos de detalle orientados a obtener una caracterización óptima del reservorio y un mayor entendimiento de los procesos sedimentarios que controlan la acumulación de fangolitas bituminosas (Kietzmann et al., 2008(Kietzmann et al., , 2014a(Kietzmann et al., , b, 2016González Tomassini et al., 2014;Reijenstein et al., 2017;Otharán y Zavala, 2016Otharán et al., 2017Otharán et al., , b, 2020Paz et al., 2019;Minisini et al., en prensa). Estos estudios han documentado la presencia de depósitos y estructuras sedimentarias que no encuadran dentro del modelo depositacional 4 preexistente, cuestionando la validez del paradigma de la decantación. ...
... Las concreciones se originan en las proximidades de la interfaz agua-sedimento durante estadios de diagénesis temprana (Westphal et al., 2000;Lash y Blood, 2004;Abouelresh y Slatt, 2012), generando una estructura rígida capaz de soportar la carga litostática a medida que progresa el soterramiento ( Fig. 1.5). Por tales razones, las concreciones proveen un registro excepcional de las estructuras sedimentarias primarias y fábrica original presentes en depósitos fangolíticos Kietzmann et al., 2014aKietzmann et al., , b, c, 2016Otharán y Zavala, 2016Otharán et al., 2017). 13 Esta Tesis buscará profundizar en el análisis de los procesos de transporte y acumulación de las fangolitas de la Formación Vaca Muerta a partir del análisis de cortes macroscópicos pulidos de concreciones carbonáticas. ...
... En años recientes, el advenimiento de técnicas no convencionales de explotación de hidrocarburos, convirtió a la Formación Vaca Muerta en el principal foco de interés de las empresas petroleras, debido a su elevado potencial como reservorio no convencional tipo Shale Gas-Oil (Askenazi et al., 2013). En este contexto, se abrió una frontera de nuevos estudios, tanto desde el ámbito académico Kietzmann et al., , 2014aKietzmann et al., , b, c, 2015Kietzmann et al., , 2016Zeller et al., 2014Zeller et al., , 2015aGarrido y Parent, 2017;Olivo et al., 2016Olivo et al., , 2019Otharán y Zavala, 2016Otharán et al., 2017aOtharán et al., , b, 2018aOtharán et al., , b, 2020Paz et al., 2018aPaz et al., , b, 2019Capelli et al., 2019;Minisini et al., en prensa) como privado (Galeazzi et al., 2014;Santiago et al., 2018). Estos trabajos, realizaron valiosos aportes al análisis sedimentológico, estratigráfico, secuencial y paleoambiental del intervalo Tithoniano inferior -Valanginiano inferior de la Cuenca Neuquina. ...
Thesis
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The Vaca Muerta Formation is a fine-grained marine stratigraphic unit accumulated during the Late Jurassic-Early Cretaceous in the Neuquén Basin, Argentina. This contribution presents a sedimentological and stratigraphic analysis of Vaca Muerta´s shales emerged from the integration of regional and detailed outcrop research and subsurface data gathered from the study of different well cores. The fieldwork comprised, on the one hand, the description of 7 stratigraphic sections of the Early Tithonian-Early Valanginian interval widely distributed across the western region of the Neuquén province and southern Mendoza province. The sedimentological and sequence-stratigraphic analysis of the different stratigraphic sections allowed integrating them into a regional N-S oriented correlation panel covering an area of 340 km. Five composite depositional sequences were recognized (GS1-GS5). They represent the evolution of a complex mixed shelf/ramp depositional system comprising from basinal/slope facies (central area) to ramp (northern area) and mixed-shelf to continental deposits (southern area). Depositional sequences are represented by thin, organic-rich (up to 10 % TOC), mudstone dominated transgressive cycles, whereas regressive cycles are commonly thicker and mainly composed of organic-lean, carbonate and mixed (carbonate/siliciclastic) facies. On the other hand, aiming at studying the transport and accumulation processes of Vaca Muerta´s organic-rich shales, hand specimen samples of early-diagenetic carbonate concretions were collected from the organic-rich basal condensed section deposited in basinal settings. Concretion samples were thoroughly examined (mm- μm scale) integrating the observation of macroscopic polished samples, thin sections and scanning-electron microscope analyses. The evidence found inside concretions suggest an origin related to muddy underflows, possibly triggered by slope failures on the western margin of the basin. The bedload and suspended-load transport of mud within these muddy underflows would have resulted in the accumulation of graded event mudstone beds exhibiting ripple lamination. Petrographic analysis demonstrates that muddy underflows would have been important mechanisms for reworking the seafloor and redistributing mud in basinal settings. Furthermore, muddy underflows would have been effective processes for organic matter concentration in organic-rich mudstone strata (up to ≈ 6 % TOC). The subsurface studies comprised the sedimentological analysis of seven well cores of the Vaca Muerta Formation, representing a total core data of 387 m. The descriptive facies analysis at centimeter scale allowed the recognition of a distally steepened mixed ramp system. Sediment delivery to basinal settings was mainly controlled by muddy underflows triggered by different mechanisms. Deposition from muddy underflows would have interacted with fallout processes from buoyant plumes and marine snow from the water column. The stacking pattern of the studied core deposits shows ≈ 0.5 to 3 m-thick parasequences building up prograding/retrograding parasequence sets of high-order depositional cycles (10-20 m thick).
Article
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The conventional sedimentological model suggests that the accumulation of organic-rich fine-grained sedimentary rocks (<62.5 μm) is uniquely associated with fallout processes in low energy depositional environments. This contribution analyzes organic-rich mudstones belonging to the lower section of the Vaca Muerta Formation at central areas of the Neuquén Basin (Arroyo Mulichinco, Tres Chorros and Río Neuquén localities). The studied interval is characterized by the highest organic matter content of the Vaca Muerta Formation (up to 8% TOC). The associated mudstone deposits are usually highly compacted, thus obscuring the recognition of the original fabric and the analysis of mudstone depositional processes. Nevertheless, the common occurrence of carbonate concretions within these highly compacted intervals provides an exceptional preservation of mudstone primary fabric. After macroscopic study of polished slabs and thin sections of these cemented beds, a series of facies genetically linked to muddy underflows were recognized. The origin of these deposits is related to long-lived muddy hyperpycnal flows (quasi-steady mud flows) triggered by extreme river discharges during rainfall humid periods. During their travel basinward, hyperpycnal flows, originally composed of detrital mud, would be able to go through very low gradient reliefs, incorporating the available intrabasinal components (including organic matter) to their extrabasinal sedimentary load. The rapid basinward transfer of organic-rich mud would have provided a fast deposition and efficient burial of organic matter, avoiding its potential degradation at seafloor. Muddy underflows constitute a rational mechanism to explain the common occurrence of bituminous mudstones at central areas of the Neuquén Basin.
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