analisis geometrico de dos secciones estructurales...
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ANÁLISIS GEOMÉTRICO DE DOSSECCIONES ESTRUCTIJRALES REGIONALES EN ELNORORIENTE PERUANO(CUENCAS MARAÑÓN, SANTIAGO, HPALIAGA)
por Patriee Baby'con la colaboración de
Wl/ly GII,y Medardo paz
INTRODUCOÓNEl objetivo del presente estudio consiste en la
elaboración de dos secciones estructurales regionales; a través de las cuencas Marañón, Santiago yHuallaga, a fin de poner en evidencia y analizar algunas características geométricas -y cínemáticas dela deformación del Nororiente peruano. No se tratade hacer una nueva síntesis regional, sino de elaborar y presentar dos grandes cortes estructuralesque abarcan todo el antepaís andino y la faja subandina. No se van a presentar. las características yaconocidas de. -las -. distintas cuencas, sino únicamente los aspectos fundamentales que evidendanestas dos secciones, y que pueden ayudar a entender a nivel global el- sistema. petrolífero del Nororiente peruano.
Este trabajo fue realizado a: partir de lineas desísmica de reflexión, locales y regionales, registrosy perfiles de pozos (en su mayoría pozos exploratorios) e informes técnicos internos de propiedadde PETROPERÚ. También se consultó la bibliografía disponible. La metodología de trabajo (interpretación de lineas sísmicasy de datos de pozos, técnicas de construcción ....) está descrita en el capítulo 1 de la tesis de Willy Gil R'que.forma parte deeste informe.
Las dos secciones regionales. estudiadas estánubicadas en e1mapa de la figura. 1:• el corte Marañón-Santiago se extiende en425 kmy fue elaborado a partir de 7 líneas sísmicas; "• el corte Marañón-Huallaga se extiende en520 km y fue elaborado a partir de 6 líneas sísmicas.
Ciertos tramos de las dos secciones fueron elaborados con base en datos de campo disponiblesen los informes técnicos internos de propiedad dePETROPERÚ. .
La interferencia de tres tipos de tectónica (tectónica de corrimiento; tectónica de inversión y tectónica salífera) - que describiremos más adelante - se. opone a la realización del balanceo deesos dos cortes estructurales. No se respetan las reglas elementales para usar la técnica de cortes balanceados.
L SERIES IMPUCADAS EN IA DEFORMAOÓNPara la elaboración de las dos secciones estruc
turales regionales, se simplificó la columna estratigráfica (figura 2). Se representaron los niveles yformaciones guías implicadas en la deformación,así como las discontinuidades. regionales visiblesen las lineas sísmicas. Se trata de:1. Las series paleozoicas y precámbricas no diferenciadas. Se dispone de muy poca. informaciónacerca de esas formaciones que fueron alcanzadassolamente por algunos pozos en la cuenca' Marañón; y que afloran localmente en el borde oeste dela cuenca Huallaga. .2. La Formación Pucará caracterizada - en lascuencas Santiago y Huallaga.--:- por la presencia deun' importante espesor de sal en su. parte inferior.La edad de la sal, discutida durante mucho tiempo;ha. sido' coOrmnada por las dataciones (strontiumisotope) de MOBIL (993). Esta sal se habría depositado en. grabens • triásicos.y está,cubierta por lasseries de plataforma marina de la parte superior dela Formación Pucará:. En la descripción del corteestructural se observará que Ia.sal.ha.tenido un papelo predominante en la deformación de las cuen- .cas Santiago y Huallaga; La FormacíónPucará se'
..encuentra en la faja subandina, yen la parte' oeste.de la cuenca'Marañón, Se bisela hada el Este, pordepósito y erosión"3. La Formación Sarayaquillo separada: de la For-
. ' .. maciónPucará por una-díscordancía, erosiva; Setrata de una serie de sedimentos continentales; .compuesta. de areniscas con pocas intercalacionesde arcillas, que se acuña progresivamente hacia elEste por depósito y erosión. En la parte central dela cuenca, esta formación está afectada por fallasnormales sinsedimentarias. _El contacto PucaráSarayaquillo constituye un buen reflector sísmico.4. Las. series sedimentarias cretácicas, que empiezan con la Formación Cushabatay y están separadas
"de la Formación Sarayaquillo por una discordanciaerosiva. Han sido descritas detalladamente en esteinforme por E. ]aillard, así como en la tesis de C.Contreras. El contacto Cushabatay-Sarayaquillo
Plataforma. . " - ~
manna
Continental
Continental
'DEPÓSITO'
Marino somero
LITOLOGÍA
Areniscas ylimolítasAreniscas' .Lutitas y limolitas
(ver Marocco ep. este informe)
. (ver Jaillard y Contreras en este informe)
Lutita. arenisca. caliza. tuf
Calizas grises silíceasLutitaª-ne~ª--bituminosa,ª
" Sal
Arenisca arkósica, cuarzosacon pocas intercalacionesde arcillas duras
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Fin. Sarayaquillo
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FORMACIONES
Capas Rojas. $u,periores
Capas Rojas, Inferiores
. Fm-Pucará
Lajplna ~dimentaria~ f I.Fm. Pozo . 50-300
I I J ~.::.::.::.::•..•..0-1500 , .(IV
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MIOCENO
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PALEOZOICO.o
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PRECÁMB~ICO
. FilPU"a 2r :
edad paleozoica y ligeramente invertidos. Esas inversiones pueden haber originado buenos prospectos petrolíferos como la estructura Sungachi,ya perforada, o más bien la estructura (sin nombre) que se encuentra en e! extremo este de lalínea sísmica G3 y que no ha sido aún explorada,
En la parte occidental de la cuenca Marañón, seobservan' algunas fallas inversas que buzan haciael Oeste (estructura Huitoyacu). La sísmica nopermite ver sise trata de antiguas fallas normalesreactivadas. Al Oeste de la estructura Huitoyacu,aparecen los. sedimentos de la Formación Pucará.
La cuenca Santiago está limitada al Este por elfrente orogénico andino que corresponde en estecorte a un prisma intercutáneo. Este tipo de frenteorogénico, ya conocido en la bibliografía(Charlesworth; 1985), está controlado por la presencia y la desaparición brutal de la sal de la basede la Formación Pucará, En efecto, la sal -' queconstituye el nivel de despegue de la cuenca Ma'rañón - se acuña bruscamente hacia e! Este, bloquea la propagaciónde-la- deformación, y provocael desarrollo de un retro-corrimiento. Este fenó-·meno fue descrito también por Pardo (982),
Más al Oeste, la: cuenca Santiago se caracterizapor la interferencia de una tectónica de' corrimiento, de una tectónica salífera (diapirismo) y deuna tectónica de inversión positiva. La parte interior de la cuenca está constituida por sinclinales re-
_ , lativamenteamplios y anticlinales bien apretadosde tipo pliegue por propagación de falla. Las estructuras muestran también antiguas fallas normales subverticales, reactivadas o simplementetrans-porradas por los corrimientos (estructura Futuíme). Esas fallas normales, que afectan a los sedimentos terciarios, se deben probablemente a latectónica salífera anterior a los corrimientos,
En profundidad, la sísmica, de la cuenca Santiago muestra algunos reflectores corrados y desplazados que interpretamos como el resultado depequeñas inversiones tardías que deforman las estructuras compresivas superficiales. Este fenómenose ilustra muy-bien más al Sur, en la cuenca Huallaga .(ver segunda sección estructural).
1. Geometría de la deformaciónLa mitad oriental de la cuenca Marañón - cuen
ca andina de antepaís - se encuentra deformadapor pequeñas inversiones de • semí-grabens- paleozoicos, basculados hacia e! Este. La tectónica distensiva paleozoica ya.fue.biendefinida por.Laurent..y Pardo (974) y Laurent (985); la inversión tectó-nica mas representativa corresponde a la estrnc- 2. Cronología de la deformacióntura Bolognesi en donde se ve claramente un La geometría actual de! corte Marañón-Santiago• semi-graben. paleozoico invertido. Más al Oeste; , resulta-de varios periodos y tipos de deformaciónla sísmica muestra otros • se~-grabens • paleozoí- que se pueden describir~ronológicamente.
cos, que no están invertidos, sino solamente pene- las pequeñas inversiones tectónicas de laplanizadospor debajo de la discordancia erosiva de cuenca Marañón se desarrollaron desde el Cretá-la base Cushabatay.: La estructura Tunchiplaya cica (vertesís de W. Gil R). En la extremidad estepresenta otro tipo de inversión, en donde el. semi- de la línea sísmica G3, se observa una inversióngraben • paleozoico está despegado y desplazado tectónica caracterizada por una variación de espe-hacia el Oeste. sor de los sedimentos de la Formación Cushabaray,
En el centro de la cuenca Marañón, por debajo que muestra que la deformación empezó durantede la Formación Sarayaquíllo., la. sísmica muestra-e>. ..la sedimentación del. .Cretácíco. inferior. En la'otros • semí-grabens • probablemente también de cuenca Santiago, ya se han descrito estructuras de
n, SECaÓN REGIONAL MARAÑÓN-SAA"TIAGOEn este corte, se pueden diferenciar claramente
el antepaís andino - cuenca Marañón - en dondelas series sedimentarias cretácícas y terciarias seacuñan hacia e! Este, y la faja subandina - cuencaSantiago - mucho más deformada y levantada.Del Oeste hacia e! Este, la Formación Pucará.(triásica) se bisela por debajo de. la discordanciaerosiva de la base de la Formación Sarayaquillo (jurásica), y la Formación Sarayaquillo se bisela pordebajo de la discordancia erosiva de la base dela .Formación Cushabatay (cretácíca).
La descripción de! corte estructural se hará delNI 'hacia el SW, de la zona menos deformada ha-cia la zona más deformada. La geometria y la cronología de la deformación- de la cuenca Marañón- -- .están descritas con todo detalle en la tesis de WillyGil R (ver este informe).
forma un excelente reflector sísmico, así como labase de la Formación Chonta y el tope de la Formación Vívián,5. las capas rojas inferiores que datan del paleoceno y el eoceno. En la faja subandina, esos sedimentos continentales descansan en discordanciasobre e! Cretácico (ver línea sísmica L 91MPH-23,corte Huallaga).6. la Formación Pozo que forma un excelente nive! guía y un buen reflector sísmico en- todo e!Nororiente pertl~o. Se trata de una serie poca espesa, compuesta de lutita, arenisca, caliza y tufo,depositada en un ambiente marino somero;7. Las capas rojas superiores que datan de! neógeno, separadas de la Formación Pozo por una laguna sedimentaria. Esos sedimentos principalmente. continentales son descritos por R. Maroccoen este informe,
crecimiento contemporáneas con la sedimentación.cretácíca (Rodríguez, 1976 y 1982). Esta:deformación está ilustrada en la estructuraPutuime en la .quejos sedimentos cretácícos.adelgazan.El.levan-.tarníento de. esta estructura empezó también en el:Cretácico inferior. Se trata. probablemente del pri- .rner periodo de' inversión tectónica.
La cuenca Santiago fue deformada por' una tectónica salífera responsable del desarrollo de pequeñas fallas normales que afectan a todo el Mioceno. Una de esas fallas se ha. conservado entre laestructura Pnmshím..y 'la estructura. Pumíme,Esa tectónica salífera fue probablemente activa durante .todo el Terciario.
Según Alemán y Marksteiner (1993), análisis de .huellas de fisión en apatíta.confirrnan una edad de10 Ma.para los corrimientos yel plegamiento de lacuenca' Santíago..
Las pequeñas inversiones tectónicas de, lacuenca: Marañón deforman toda la serie sedimentaria terciaria. Se trata de los efectos de los movimientos orogénicos andinos ocurridos durante elTerciario tardío:
m.SECCIÓN REGIONAI:MARAÑÓN- HUAUAGA. .
La deformación de esta segunda sección regional es más. intensa. La cuenca Marañón- antepaísandino - se levanta. progresivamente hacia elOeste y está separada: de la. cuenca Huallaga faja subandina - porel: corrimiento Tarapoto;En este corre; la; cuenca Marañón no correspondea una; cuenca de antepaís clásica, los sedimentos:terciarios adelgazan hacia el frente orogénico.
La Formación Sarayaquillo .se.btselaaquí tam-,bién por debajo de la.Formacíón, Cushabatay, pero.se-extiende- más al Este; La Formacíón.Pucará se ha:conservado engrandes. grabens • invertidos y estábien definida en la sísmica en donde se puedenver fallas extensivas de crecímiento; ,
La cuenca: Huallaga se. caracteriza: por: importantes espesores de' sedimentos terciarios. En- elflanco oeste de' la estrucmra, Ponasíllo; la. serieterciaria puede alcanzar 10.000 m de espesor. Esos'espesores.desedimentos.terciaríos son mucho másimportantes que: en .Ia.cuenca Marañón.
Como en el. corteanterior, la descripción se va;a efectuar del Este hacia el Oeste: No insistiremos...en la geometría.ni.la cronología de la deformaciónde-la cuenca Marañón ya descritas en la tesis deW.Gil R (en este informe);
L. Geometría dela deformaeíómEn la cuenca Marañón, se pueden. distinguir
tres tipos de inversión tectónica:• inversiones de fallas normales. paleozoicas' localizadas en el extremo este del corre (estructuraNahuapa), en donde el pozo Nahuapa-24X alcanzó el Carbonífero y el Devónico por debajo dela Formación Cushabatay,
•. inversiones de' fallas normales jurásicas (cuencaSarayaquillo) localizadas en el centro de la cuenca(estructuraYanayacu);••. inversiones de' fallas normales' triásicas que limitan a-los- grabens» de la Formación Pucará.
Las. inversiones tectónicas más espectaculares .son aquellas de los • grabens • triásicos. Este tipode inversión se traduce en un levantamiento y unaexpulsión de todoel.. graben ··que da lugar a estructuras' como la estructura Loreto o la estrucruraShanushí, en donde los pozos alcanzaron laFormación Pucará.
En: la.cuenca Marañón, la sísmica (L-PK-S1SW)evidencia también antiguos corrimientos selladospor e! Mesozoico. y que afectaron al· Paleozoico.
La. cuenca; Huallaga. se caracteriza por importantes corrimientos que se' empalman sobre el despegue: regional. desarollándose. en las evaporitastriásicas, como lo muestran los bloques de yesoque afloran' en la basedel corrimiento .Tarapoto .'(Informe MOBIL, 1993). Como en la cuenca Santiago, la: tectónica, de corrimiento está controladapor la presencia.de.las evaporitas.triásícas que desaparecen en el límite fajasubandína-anrepaís. Elrechazo del' corrimiento:Tarapoto; calculado ennuestra sección, es:de-jO km....
Se observa también la interferencia de la. tectónica salífera .ydealgunas inversiones tectónicas.La estructura de Biabo resulta de un fenómeno,diapírico ydelos.efectos compresivos de la.deforrnación- andina. Este antíclínal - uno de los másgrandes delmundo - corresponde a una estructura de tipo • pop up • expulsada gracias a la subida de la sal triásica. La presencia de la sal estaconfirmada: por la. gravimetría(MOBIL, 1993). Másal, Este, la-sísmicamuestra que la estructura.Ponasilloresulta de-la deformación de. una inversión.tectóníca..profunda por debajo-del corrimientoTarapoto.i.En, la: cuenca Huallaga se ilustra muybien-la complejidad de la deformación de la' fajasubandína. en donde' interfieren corrimientos, dia~·
piros e inversiones tectónicas.
2~ Cronología-de-la deformación'. La deformación más antigua observadacorres- .
pende- a los corrimientos de la cuenca Marañón; .sellados por la Formación Sarayaquillo - prejurásica - y que afectan al Paleozoico (linea, sís-·mica L~PK~SlSW). . .
Como',en' la primera, sección; se observan dosfases de inversión tectónica. En la cuenca Marañón;las inversiones, empezaron en el Cretácico inferior(estructura Yanayacu, ver tesis de W. Gil R) El'primer periodo de' inverslóntse extiende desde elCretácíco-Inferíor hasra- e! Paleoceno. Como lomuestra W. Gil en su tesis - a partir de! análisisgeométrico y cínernático de 8 estructuras invertidas - se obtiene un continuum de deformaciónque se distribuye de manera heterogénea en toda
la cuenca Marañón. Las estructuras registran inversiones tectónicas en todas las épocas entre el Cretácico inferior y el Paleoceno. El segundo periodode inversión tectónica. corresponde al Terciario tardío. Toda la cobertura sedimentaria está deformada y no se observan variaciones de espesor queindiquen una tectónica sinsedimentaria. Las estructuras Loreto.y Shanushi se levantaron muy tarde, loque explica.. el. adelgazamiento de los sedimentosneógenos en el borde oeste de la cuenca Marañón.
.En la cuenca Huallaga, se puede observar unacronología relativa de la deformación: El corrimiento Tarapoto está deformado por inversionestectónicas profundas. Como en la cuenca Marañón, tales inversiones deforman toda la coberturasedimentaria neógena y son probablemente deedad plíocena y/o cuaternaria. Los corrimientos encambio son más antiguos y al parecer contemporáneos a la sedimentación neógenacomo lo muestran las variaciones de espesor de los sedimentosde las capas rojas superiores en el flanco orientalde la estructura Ponasillo. Análisis de huellas defisión en apatita evidencian un levantamiento hace .airededor-deIf Ma (MOBIL, 1993).
Lo más sorprendente. es la presencia de10.000 m de sedimentos terciarios (7.500 m deNeógeno) en la cuenca Huallaga - solo 3.500 men la cuenca Marañón - que desaparecen rápidamenee hacia el Este. Este fenómeno muestra que ellevantamiento de. las estructuras, Shanusbi yLoreto a fínes del Terciario fue muy importante,probablemente de varios millares de metros.
IV. SISTEMA PETROLÍFEROEn el sistema petrolífero del Nororiente peruano,
las dos. secciones estructurales presentadas puedenayudar a entender las relaciones entre estructuración, maduración y xxpulsíón de hidrocarburos.
En la cuenca. Marañón, es obvio que las estruc- .tu1'2.S más interesantes corresponden a las:inversiones tectónicas desarrolladas durante. el Cretácico.La maduración de las rocas madres cretácicas así: ..como la expulsión de los hidrocarburos se hacendurante la sedimentaciónneógena, posteriormenteaL primero periodo de inversión (cretácico-paleogeno). 14l Cuenca. Marañón ya tiene estructurascuando empieza la generación y la migración delos hidrocarburos.
En la sección Marañón - Santiago, en el extremo este de la linea sfsmica.Gy, se encuentra unaestrucrurade edad cretácica (sin nombre) - aúnno explorada -' que puede formar un buen prospecto.
Más al Sur, en el borde oeste de la cuenca Marañón, las estructuras Loreto y Shanushl son
grandes y tienen un buen potencial de roca madre(Formación Pucará y ciertas Formaciones deL Cretácico). Sin embargo, toda la serie neógena estádeformada y levantada de manera homogénea, loque evidencia una estructuración tardía.. Además, .no se observan deformaciones cretácicas. La mayor parte de la generación y de la expulsión de loshidrocarburos es probablemente anterior a la estructuración.
En la cuenca Santiago, los corrimientos y el plegamiento empezaron hace 10 Ma (Alemán yMarksteiner, 1993). Las rocas madre' que se encuentran en la Formación Pozo y la FormaciónChonta pueden haberse generado después de esa.estructuración, durante el Mio-Plioceno. Existentambién estructuras de crecimiento de edad cretácica que pueden constituir excelentes prospectos.
En la Cuenca Huallaga, se presentan dos problemas. en el sistema petrolífero:• un espesor de Terciario muy importante00.000 m) que hace que actualmente todas las rocas madre sean sobremaduras;• inversiones tectónicas tardías - posteriores a. lageneración y a la migración de los hidrocarburos - que deformanloscorrimientos y destruyenlas viejas estructuras.
Actualmente·, se encuentran dos tipos de:estructuras en la Cuenca. Huallaga: las estructuras-tipo• Ponasfllo » que resultan de una inversión profunda y tardía, y las estructuras originadas por elplegamiento y los corrimientos andinos que empezaron según MOBIL hace 15 Ma. Las estructurasdel segundo tipo - cuando no están destruidaspor las inversiones tardías - pueden constituiraún buenos prospectos si consideramos que durante el Neógeno la generación y la migración de .los hidrocarburos no están terminadas.
V. RECOMENDAQONES·Las dos secciones estructurales presentadas me
recen trabajos adicionales. Se necesita un' esrudío.detallado de campo de la faja subandina a .fin de ..completar el análisis geométrico y cinemático..Enla. elaboración de. las dos secciones estructurales,nos hicieron falta datos de-campo tanto para.calibrar la sísmica; como para tener una buena ideadel estilo estructural.
A partir de esos dos cortes estructurales y del.estudio sedimentólogico del Cretácico y del.Neó- ..geno presentado en este informe (ver Contreras,]aillard, Marocco), se puede intentar en una segunda etapa un modelaje geoquí:mico de las dife- .rentes' cuencas. Este necesitará- un banco. dedatos(pyrolisis Rock - Eval) de las rocas madre' existen- .tesen las secciones..
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