Estudio genético y evolutivo de la Cuenca del Bermejo, (Provincia de San Juan), a partir de datos de gravedad.

   A partir de la información geológica-geofsica de la región a evaluar, se pretende dilucidar:

• el origen de la subsidencia.
• la singular respuesta de gravedad en la entidad Bermejo-Valle Fértil.
• el estado isostático, el tipo de corteza que la contiene y el comportamiento tectónico futuro de la cuenca.
• el tipo de esfuerzos tectónicos que originaron a la estructura.
• su relación tectónica con las sierras vecinas.

   Se construyeron cartas básicas de isoanómalas de Aire Libre, Bouguer, Isostáticas y magnéticas de Campo Total.
   Para separar anomalías regionales y residuales, se utilizaron cuatro métodos de filtrado gravimétrico en 3D.
   Analizando el singular gradiente gravimétrico entre Cuenca y Sa. de Valle Fértil, se comprobó que el mismo se reproduce únicamente si se ubican masas negativas acuñadas bajo la megafractura Bermejo-Desaguadero y masas positivas por sobre ella.
   La carta de anomalías isostáticas en 3D (sistema de Airy) muestra la alternancia entre positivos y negativos, ubicados al oeste y al este respectivamente de la cuenca. Por lo tanto su movimiento futuro debería responder a una basculación sobre un eje de dirección N-S centrado en la cuenca.
   Otros modelos isostáticos fueron analizados ( Flexurales elásticos y viscoelásticos).
   Si consideramos la influencia positiva de la placa de Nazca subhorizontalizada demostramos que la residual encontrada para la cuenca del Bermejo no se ve afectada por esta corrección.
   Tres modelos corticales fueron analizados, de ellos adoptamos como más consistente el de variaciones laterales de densidad por bloques amalgamados. El es el más consistente tanto trabajando en escala cortical con la anomalía regional como en escala local con la residual de Bouguer.

Resumen 1

CAPITULO 1
INTRODUCCIÓN
Objetivos 2
Ubicación 2 
Vías de acceso 2
Ámbito estructural en el que se inserta la Cuenca del Bermejo 3

CAPITULO 2
ANTECEDENTES GEOFÍSICOS
Estudios eléctricos y Magnetotelúricos 9
Estudios Gravimétricos 11
Estudios Sísmicos 11
Estudios Sismológicos 17

CAPITULO 3 
TRABAJOS DE CAMPAÑA
Breve descripción de las mediciones 22
Mediciones Altimétricas 23
Mediciones Gravimétricas 23
Cálculo de Anomalías Gravimétricas 24
Extensión del Área, regionalización de la gravimetría 24
Separación de Anomalías: Filtrados 25
Superficies de Tendencias 28
Método Frecuencial 35 
Prolongación Ascendente de Campos Potenciales 37
Modelado Directo del fondo de corteza: Carta del Moho 39
Descripción de las Cartas de Anomalías Residuales 42
Primeros Modelos de la Cuenca del Bermejo 47
Modelo de la Cuenca con Densidad Variable 52
Corrección por el Efecto de la Placa de Nazca 52
Análisis del Gradiente Gravimétrico entre la Cuenca del Bermejo y la Sierra de Valle Fértil 65

CAPITULO 4
ISOSTASIA
Isostasia en cuencas: Hipótesis de Airy 70
Cuencas Oceánicas 71
Cuencas sedimentarias continentales 71
Corteza de una capa
Corteza de dos capas
Determinación de densidades 73
Corrección por efecto del relleno sedimentario 75
Modelo Hidrostático 76
Modelo de Rutzky 79
Hipótesis Isostática Flexural 83
Flexión elástica 83
Flexión Viscoelástica 85
Flexión en placa rota 87
Subsidencia de la cuenca del Bermejo 87
Modelo de Heiskanen y Vening Meinesz 96

CAPITULO 5
ESTUDIO MAGNETOMÉTRICO DE LA CUENCA DEL BERMEJO
Mediciones de Campo 100
Separación de Anomalías: Métodos de Filtrados 102
Superficies de tendencia 102
Prolongación Ascendente de Campos Potenciales 110
Reducción al Polo de Anomalías Magnéticas 110
Caracterización de Cuerpos magnéticos 112
Gradiente gravimétrico 113

CAPITULO 6 
ANTECEDENTES GEOTECTÓNICOS

CAPITULO 7
MODELOS ALTERNATIVOS QUE JUSTIFICAN LAS ANOMALÍAS OBSERVADAS Y EXPLICAN LA POSIBLE GÉNESIS DE LA CUENCA
Modelo 1 121
Modelo 2 124
Modelo 3 126 
Discusión 131

CONCLUSIONES 132-134

AGRADECIMIENTOS 135

BIBLIOGRAFÍA 136-142

   II)-SEPARACIÓN DE ANOMALÍAS: A partir de las técnicas de filtrado gravimétrico en 3D, separamos los efectos gravimétricos, obteniendo 4 cartas de anomalías residuales pertenecientes a la cuenca del Bermejo. Estas cartas residuales son consistentes entre si. Presentan una disposición de isolíneas concéntricas y alargadas en sentido N-NO a S-SE, exhibiendo un mínimo en la zona noreste de la cuenca, que modifica la ubicación encontrada en trabajos anteriores, debido a que se trabajó con menor cantidad de datos y con un procesamiento de datos en 2D.
   Los sedimentos alcanzan una profundidad máxima de 8-9 km a partir de una inversión simple de la anomalía de Bouguer. Hacia el este de la cuenca, las isolineas se tornan paralelas y apretadas marcando tanto la existencia como el rumbo de la megafractura Desaguadero – Bermejo.

   III)-. INFLUENCIA DE LA PLACA DE NAZCA: Se evaluó el efecto gravimétrico que produce la placa de Nazca y su contribución a la anomalía de Bouguer. Pudiendo comprobarse que en latitudes donde la placa de Nazca, con subducción subhorizontal (o sea con una carencia de cuña astenosférica significativa), el efecto gravimétrico positivo que ella produce, es compensado con un mayor espesor de corteza, o mayores profundidades de M en coincidencia con resultados sismológicos. Confirmamos también que las residuales gravimétricas de la cuenca del Bermejo no se ven afectadas, si tenemos en cuenta o no el efecto gravimétrico de la placa de Nazca.

   IV)-ISOSTASIA: Las anomalías isostáticas se determinaron mediante el método de equilibrio hidrostático de Airy, los métodos flexurales elásticos y viscoelásticos:
A partir de la metodología propuesta por Introcaso (1993), se realizó por primera vez un análisis isostático del tipo Airy en 3D sobre la cuenca. Se obtuvo una carta de anomalías isostáticas que involucra la cuenca del Bermejo. Esta carta minimiza a las anomalías de Bouguer dejando residuos de sólo (± 20 mGal), respecto de las Anomalías de Bouguer del orden de -200 mGal. Podríamos pensar en suaves reajustes, es decir cuando cesen los estados compresivos tendríamos movimientos de: ascenso por el este, y descenso por el oeste, tratando de equilibrar el mensionado desajuste.
   Esta tendencia se ve confirmada al calcular la compensación en niveles de corteza superior (sistema de Rutzky).
   La evaluación de los modelos isostáticos flexurales elásticos y viscoelásticos, se realizaron asumiendo una placa cortical continua, variando la rigidez flexural o los espesores equivalentes. Ellos revelaron un apartamiento del equilibrio isostático, observándose claramente que la compensación es local y no regional.
   Como alternativa se evaluó la flexión elástica asumiendo un modelo de placa cortical rota o discontinua. A partir de este modelo la cuenca subside apoyándose en la megafractura Desaguadero-Bermejo, encontrándose resultados satisfactorios y concluyendo que la megafractura de posible edad paleozoica, se comportó como un limitante lateral a la flexión de la corteza, impidiendo el desarrollo de un levantamiento perisférico hacia el este de la sierra de Valle Fértil.

   V)-GRADIENTE HORIZONTAL: Se pudo comprobar que los modelos de cuenca obtenidos a través de datos sísmicos, no pueden reproducir el singular gradiente gravimétrico entre la Cuenca del Bermejo y Sierra de Valle Fértil. El mismo se explica si ubicamos masas negativas acuñadas bajo la megafractura Bermejo-Desaguadero y masas positivas por sobre la misma megafractura. Así el modelo requiere pares de masas «negativas – positivas» adecuadamente próximas y con disposición guiada por la inclinación del significativo fallamiento.

   VI)-MAGNETISMO: A partir de un relevamiento magnetométrico en la Cuenca del Bermejo y zonas aledañas, se obtuvo una carta de anomalías magnéticas cortical de campo total. Tres secciones de dirección E-O, que cortan completamente la carta de anomalía magnética de Campo Total, fueron reducidas al Polo y comparadas en las mismas latitudes con la anomalía de Bouguer. Ambas curvas presentan una morfología similar, que interpretamos con relación a una dirección de magnetización dominante cercana a la vertical. También se observa un carácter negativo asociado con los sedimentos de la cuenca y un positivo correlacionado con la sierra de Valle Fértil, esto esta en concordancia con la ubicación de masas positivas en corteza superior (Martínez, M. P. 1997).

   VII)-MODELOS GRAVIMÉTRICOS:
   Se realizaron 3 modelos que justifican a la anomalía residual de Bouguer. A partir de ellos fue posible inferir la génesis de la Cuenca del Bermejo.
   El modelo 1:
   Se basa en la propuesta de Mc Queen y Beaumont (1989), de un bloque rotado a causa de esfuerzos tangenciales. Se calcularon los esfuerzos actuantes en la zona, comprobando que estos posibilitarían la rotación de los bloques de corteza.
   Se propone una corteza de dos capas con densidades de 2.7 y 2.9 g/cm3 (corteza superior e inferior respectivamente). La rotación de los bloques de corteza determinan anomalías de masa en la corteza intermedia e inferior.
   La evaluación de la respuesta gravimétrica que produce este modelo (incluyendo la cuenca con sedimentos acuñados bajo la sierra de Valle Fértil), fue comparada con la anomalía de Bouguer, obteniéndose un moderado ajuste en la zona centro-este, y logrando reproducir el fuerte gradiente gravimétrico entre la Cuenca del Bermejo y la Sa. de Valle Fértil.
   El inconveniente que presenta este modelo cortical, es que no disponemos de suficientes datos sísmicos para justificar los escalonamientos que el modelo crea en la base de la corteza.

    El modelo 2:
   Se obtuvo un modelo de corteza, con heterogeneidades laterales de densidad limitadas por grandes zonas de contacto o suturas. Se evaluó el efecto gravimétrico del modelo y su comparación con la anomalía de Bouguer, logrando un buen ajuste entre ambas curvas.
   Muchos autores, coinciden en la existencia de zonas de suturas, que separan los grandes bloques. Nosotros no podemos justificar gravimétricamente si esos bloques son producto de una aloctonía o de una transcurrencia entre los mismos, pero si inferir la probable existencia de una variación lateral de densidades. En este sentido nuestro modelo se ajusta considerando: un bloque occidental que se corresponde con la Cordillera de los Andes, de densidad normal 2.7-2.9 g/cm³ (para la corteza superior e inferior respectivamente), un bloque central ( que incluye la Cuenca del Bermejo) de densidad 2.73-2.93 g/cm³, un tercer bloque (Sierra de Valle Fértil) de densidad 2.77-2.97 g/cm³, y un bloque oriental de densidad normal de 2.7-2.9 g/cm³ ubicado coincidentemente con el inicio de las Sierras Pampeanas Orientales (Sierra de Chepes).
   Evaluando la respuesta gravimétrica desde la Cordillera Andina hasta las sierras Pampenas, este modelo cortical, seria el que mejor justifica el comportamiento regional de la corteza. Se han determinado profundidades de Moho coincidentes con las obtenidas por sismología.
   El modelo 3:
   Este último modelo que pone de manifiesto el estado compresivo actual, a través del enfrentamiento de empujes pampeanos (en este caso el levantamiento de la sierra de Valle Fértil, que produce anomalías de densidad positiva), contrapuesto a los empujes andinos, evidenciado mediante plegamientos y sobrecorrimientos en la Precordillera andina en sentido contrario al movimiento de Valle Fértil y también produce un exceso de densidad.
   La geometría actual de la Cuenca del Bermejo es el resultado de tales compresiones, llegando a desarrollar cerca de 10 km de sedimentos neógenos, acuñados bajo la megafractura que elevó a la sierra de Valle Fértil, modelados gravimétricamente con un contraste de densidad de -0.3 g/cm3. Este modelo es totalmente consistente con el modelo 2, produciéndose también una variación lateral de densidades.