Caracterización morfotectónica de las Lomadas de Otumpa (Gran Chaco, Santiago del Estero y Chaco): influencias en el control del drenaje
Resumen Abstract Índice Conclusiones
Verónica Gisel Peri
2013-A
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Se realizó una caracterización morfotectónica multiescalar de las Lomadas de Otumpa, ubicadas en el Gran Chaco Argentino, vinculada con un análisis dinámico del diseño y evolución de la red de drenaje.
La caracterización morfotectónica profunda, se llevó a cabo mediante un relevamiento magnetotelúrico en una transecta dispuesta sublatitudinalmente a los 27° Latitud Sur, que permitió detectar la estructura eléctrica a escala de corteza-manto y a escala somera, identificándose las cuencas sedimentarias. Asimismo, se realizó un análisis de la sismicidad profunda (500-600 kilómetros) de la región, para complementar los rasgos profundos. La caracterización morfotectónica intermedia se apoyó en sísmica de reflexión, anomalías gravimétricas residuales, registros litológicos de perforaciones petroleras y datos mundiales del campo de esfuerzos, con los que se esbozó un modelo estructural. La caracterización morfotectónica somera llevada a cabo a partir de dos perfiles de audiomagnetotelúrica (600 metros) y de un perfil geoeléctrico, permitió identificar horizontes eléctricos que fueron correlacionados a unidades litológicas reconocidas en perforaciones. La caracterización morfotectónica de superficie, basada en la identificación de unidades geomorfológicas y en el cálculo de parámetros geomorfométricos, evidencian anomalías del relieve y del drenaje, manifiestas principalmente sobre la planicie aluvial y paleocauces del río Saldo del Norte. Además, se estudiaron los afloramientos rocosos de la zona oriental de las Lomadas de Otumpa que, finalmente fueron correlacionados a los depósitos eólicos del Jurásico superior-Cretácico inferior o Formación Misiones. Sobre estas eolianitas se evidencian importantes y posteriores eventos de silicificación y meteorización.
Las Lomadas de Otumpa constituyen una morfoestructura relíctica gondwánica, con reactivaciones mesozoicas y cenozoicas influyentes en el desarrollo de los patrones de la paleored y actual red de drenaje. Es importante en la determinación del posible límite occidental del Sistema Acuífero Guaraní y en el aporte de materiales pétreos aplicados para la construcción.
Palabras claves: Lomadas de Otumpa, Gran Chaco Argentino, Caracterización morfotectónica, Drenaje, Magnetotelúrica, Formación Misiones.
A multi-scale morphotectonic characterization of Otumpa hills (Gran Chaco Argentino) was made linked to a dynamic analysis of the design and evolution of the drainage network.
The morphotectonic deep characterization was carried out by a magnetotelluric survey in a sublatitudinal transect at 27 ° south latitude, that show the electrical structure at crust-mantle scale and led identified the sedimentary basins at shallow scale. Furthermore, an analysis of deep seismicity in the region was made (500-600 km), to complement the deep characteristics. The morphotectonic intermediate characterization was based on seismic reflection, residual gravity anomalies, lithology logs from oil drilling and global data field stress, which outlined a structural model. The morphotectonic shallow characterization was based on two audiomagnetotelluric and a geoelectrical profiles, which identified electrical horizons that were correlated to lithological units recognized in boreholes. Morphotectonic surface characterization based on the identification of geomorphological units and calculation of parameter geomorphometrics, show abnormalities of the relief and drainage manifest mainly on the floodplain and old channels of Salado North river. Also were explored the rocky outcrops of the eastern Otumpa hills which finally were correlated to the Upper Jurassic-Lower Cretaceous aeolian deposits or Misiones formation. Evident and important events of silicification and weathering were observed on it.
The Otumpa hills are a relict gondwanan morphostructure with Mesozoic and Cenozoic reactivation influential in the development of patterns of old and current drainage network. It is important in the determination of possible western boundary of the Guarani Aquifer System and the contribution of applied stone materials for construction.
Keywords: Otumpa hills, Gran Chaco Argentino, Characterization morphotectonic, Drainage, Magnetotelluric, Misiones formation.
CAPÍTULO 1. INTRODUCCIÓN
1
1.1. OBJETIVOS1
1.2. CARACTERIZACIÓN MORFOTECTÓNICA1
1.3. MARCO MORFOTECTÓNICO. PROBLEMÁTICA DEL ÁREA DE ESTUDIO.2
1.3.1. Geotectónica y características del subsuelo de la Llanura Chacopampeana2
1.3.2. Geomorfología y neotectónica6
1.3.3. Estratigrafía y estudios geofísicos someros10
1.4. LOCALIZACIÓN DE LAS LOMADAS DE OTUMPA Y VÍAS DE ACCESO.11
1.5. MATERIALES Y METODOLOGÍA12
1.5.1. Caracterización morfotectónica de superficie13
1.5.2. Caracterización morfotectónica somera14
1.5.3. Caracterización morfotectónica intermedia15
1.5.4. Caracterización morfotectónica profunda16
CAPÍTULO 2. CARACTERIZACIÓN MORFOTECTÓNICA DE SUPERFICIE17
2.1. INTRODUCCIÓN17
2.2. GEOMORFOLOGÍA Y GEOMORFOMETRÍA17
2.2.1. Introducción17
2.2.2. Procesamiento digital de datos satelitales18
2.2.3. Clasificación, categorización y cartografía geomorfológica35
2.2.4. Rasgos morfoestructurales del relieve53
2.2.5. Análisis e interpretación de la evolución morfoestructural de las Lomadas de Otumpa62
2.3. GEOLOGÍA DE SUPERFICIE64
2.3.1. Introducción64
2.3.2. Cantera Las Piedritas65
2.3.3. Destape Palo Blanco92
2.3.4. Cantera La Esperanza93
2.3.5. El Marcado96
2.3.6. Interpretación ambiental y genética de las litofacies109
2.3.7. Discusión sobre las correlaciones posibles114
2.3.8. Rocas de Aplicación117
2.3.9. Caracterización de estructuras118
CAPÍTULO 3. CARACTERIZACIÓN MORFOTECTÓNICA SOMERA130
3.1. INTRODUCCIÓN130
3.2. MÉTODO AUDIOMAGNETOTELÚRICO130
3.2.1. Aplicación del método Audiomagnetotelúrico en las Lomadas de Otumpa134
3.2.2. Adquisición de datos. Equipamiento e Instalación de los Sitios AMT134
3.2.3. Ubicación de los perfiles136
3.2.4. Procesamiento de los datos audiomagnetotelúricos137
3.2.5. Curvas finales137
3.2.6. Modelado e inversión de los datos audiomagnetotelúricos144
3.2.7. Interpretación de los modelos bidimensionales 2D148
3.3. MÉTODO DE LOS SONDEOS ELÉCTRICOS VERTICALES (SEV)151
3.3.1. Aplicación de SEV en las Lomadas de Otumpa. Ubicación de la transecta151
3.3.2. Instrumentación y adquisición de datos151
3.3.3. Tratamiento de datos153
3.3.4. Resultados154
3.4. ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN. POSIBILIDADES HIDROGEOLÓGICAS159
CAPÍTULO 4. CARACTERIZACIÓN MORFOTECTÓNICA INTERMEDIA161
4.1. INTRODUCCIÓN161
4.2. LÍNEAS SÍSMICAS161
4.2.1. Línea Pampa Bandera162
4.2.2. Línea Telares164
4.2.3. Transecta líneas 41.153-4.143-4.077165
4.2.4. Transecta líneas AR89-21-41.163-4.142-45.026167
4.2.5. Línea AR89-23169
4.2.6. Línea 5.008170
4.2.7. Línea 4.114172
4.2.8. Análisis e Interpretación173
4.3. GRAVIMETRÍA173
4.4. REGISTROS LITOLÓGICOS DE PERFORACIONES PETROLERAS176
4.5. ESFUERZOS TECTÓNICOS DE LA REGIÓN178
CAPÍTULO 5. CARACTERIZACIÓN MORFOTECTÓNICA PROFUNDA179
5.1. INTRODUCCIÓN179
5.2. APLICACIÓN DEL MÉTODO MAGNETOTELÚRICO EN LAS LOMADAS DE OTUMPA179
5.2.1. Adquisición de datos179
5.2.2. Procesamiento de los datos magnetotelúricos en Las Lomadas de Otumpa185
5.2.3. Determinación de la dimensionalidad del medio y distorsiones191
5.2.4. Modelado e Inversión de los datos magnetotelúricos en las Lomadas de Otumpa194
5.3. MECANISMOS FOCALES211
5.3.1. Construcción de mecanismos focales211
5.3.2. Análisis, discusión e interpretación212
6. DISCUSIONES216
6.1. HISTORIA GEOLÓGICA Y EVOLUCIÓN DEL PAISAJE DE LAS LOMADAS DE OTUMPA216
6.2. MECANISMOS DE DEFORMACIÓN Y CAMPOS DE ESFUERZOS223
7. CONCLUSIONES226
8. LISTA DE TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO229
APÉNDICE 1. ESTRATIGRAFÍA Y REGISTROS LITOLÓGICOS DE PERFORACIONES PETROLERAS1
1.1. ESTRATIGRAFÍA1
1.2. REGISTROS7
1.3. PERFILES9
APÉNDICE 2. PETROLOGÍA Y PETROGRAFÍA24
2.1. CANTERA LAS PIEDRITAS24
2.1.1. Descripciones mesoscópicas y microscópicas24
2.1.1.1. Litofacies de arenisca con estratificación entrecruzada en artesas de mediana escala – St24
2.1.1.2. Litofacies de arenisca con cementación silícea – Silcrete – Sil27
2.1.1.3. Litofacies Intensamente Meteorizada – Sm41
2.1.1.4. Litofacies de Calcrete – Lm44
2.1.1.5. Litofacies de Pseudobrecha – Bmh46
2.2. DESTAPE PALO BLANCO50
2.2.1. Descripciones mesoscópicas y microscópicas50
2.2.1.1. Litofacies de arenisca con cementación silícea – Silcrete – Sil50
2.3. CANTERA LA ESPERANZA55
2.3.1. Descripciones mesoscópicas y microscópicas55
2.3.1.1. Litofacies de arenisca con cementación silícea – Silcrete – Sil55
2.3.1.2. Litofacies de Pseudobrecha – Bmh58
2.4. CANTERA EL MARCADO62
2.4.1. Descripciones mesoscópicas y microscópicas62
2.4.1.1. Litofacies de arenisca con estratificación entrecruzada planar de gran escala– Sp62
2.4.1.2. Litofacies de arenisca con cementación silícea – Silcrete – St64
2.4.1.3. Litofacies de Pseudobrecha – Bmh66
A partir de los estudios realizados a diferentes escalas de observación que fueron descriptos en los capítulos precedentes se llega a las siguientes conclusiones:
1) Las Lomadas de Otumpa constituyen una morfoestructura relíctica gondwánica, con reactivaciones tectónicas durante el mesozoico y cenozoico, producto de la interacción de esfuerzos subcorticales y tangenciales corticales, donde los procesos profundos (manto-litósfera) y someros (corteza-superficie) estarían vinculados y se manifiestan en superficie. Esta anomalía topográfica influyó en el desarrollo de los patrones recientes de la paleored de drenaje.
2) La caracterización morfotectónica profunda realizada a partir de datos magnetotelúricos ha detectado una discontinuidad conductiva (60-100 Ω.m) de unos 100 kilómetros de ancho, por debajo de las Lomadas de Otumpa que se correlacionó satisfactoriamente con una zona transpresiva dextral de dirección NE-SO asociada al lineamiento Transbrasilliano. Hacia el Oriente de esta discontinuidad se observa un bloque muy resistivo que correspondería al Cratón del Río de La Plata, mientras que, hacia el Occidente, se detectaría otro bloque muy resistivo correlacionado con el Terreno Pampeano. Por lo tanto, podría evidenciar un límite entre el Cratón del Río de La Plata y el Terreno Pampeano.
3) La caracterización morfotectónica intermedia evidenció un evento extensional del Paleozoico inferior (Precámbrico superior-Silúrico) que produjo una zona de fallas normales sobre el basamento cristalino y unidades paleozoicas, que inclinan al NO en el sector austral y al E en el sector central, donde se configura la Fosa de Las Breñas dispuesta con su eje mayor en dirección NE-SO. Un posterior evento compresivo en el Paleozoico superior, produjo la inversión tectónica de estas fallas normales, expresada por diseños de pliegues por propagación de fallas, estructuras en flor compresivas y estratos basculados. Esta deformación que constituye el margen noroccidental de la Fosa Las Breñas genera el ascenso del Alto basamental Pampeano-Chaqueño y su expresión superficial en las Lomadas de Otumpa.
4) A partir de la información de líneas sísmicas del sector austral de las Lomadas de Otumpa se aprecia que durante la fragmentación del supercontinente de Gondwana en el Cretácico Superior se desarrollaron ascensos en los márgenes de grábenes y hemigrábenes con cada ciclo extensivo.
5) La tectónica andina reactiva las estructuras preexistentes, sobre todo en el flanco oriental de las Lomadas de Otumpa, donde nuevamente se desplazan y basculan las secuencias mesozoicas. Hacia el Plioceno, comienza la conformación del paisaje actual, dominado por el mega-abanico aluvial del río Salado del Norte que continúa su desarrollo durante todo el Cuaternario.
6) De acuerdo con los acontecimientos tectónicos anteriores, el río Salado del Norte habría sido antecedente a las Lomadas de Otumpa en sentido NO-SE y posteriormente, migra gradualmente hacia el Sur hasta encontrar su escurrimiento actual en sentido NNO-SSE. Esta migración resulta por la disminución de la energía de escorrentía y/o por crecimiento cuaternario del relieve de las Lomadas de Otumpa, procesos que deflectan el curso, alrededor de las mismas.
7) Si bien no existen evidencias geológicas de tipo estratigráficas y/o estructurales contundentes que confirmen una actividad neotectónica, las anomalías detectadas por la geomorfología fluvial pueden sugerirlas. Por otro lado, la presencia de sismicidad histórica sobre la falla Las Breñas apoya la probabilidad de la existencia de reacomodamientos sobre estructuras preexistentes durante el cuaternario.
8) Se obtuvo el primer registro de naturaleza loéssica depositada durante el Pleistoceno Superior (último Máximo Glacial) en el Chaco Occidental, que se preserva sobre las Lomadas de Otumpa como un loess retrabajado por la planicie aluvial del río Salado.
9) Las Lomadas de Otumpa conformaron un alto topográfico durante el Mesozoico y parte del Cenozoico que constituyó el límite occidental del gran paleodesierto gondwánico que funcionó entre el Jurásico temprano y el Cretácico Superior. Por lo tanto, se propone el primer registro aflorante de estas eolianitas en la Lomada de Otumpa Oriental que resulta significativo para el sistema eólico de este desierto en el E de Sudamérica y SO de África.
10) Sobre los depósitos eólicos se ha desarrollado un silcrete durante el Cretácico superior a Paleoceno, en donde las condiciones climáticas hipertropicales y tectónicas estables habrían sido las más aptas. La presencia de este novedoso silcrete de tipo manto funcionó como una cobertura resistente que preservó la paleosuperficie de las dunas desarrolladas en ese sector.
11) Sobre la parte superior de las eolianitas y del silcrete se desarrolló probablemente entre el Paleoceno y Eoceno un perfil de meteorización regolítico delgado, donde las condiciones climáticas aún eran cálidas y húmedas.
12) Con posterioridad a la depositación de los registros Cretácicos las Lomadas de Otumpa habrían constituido una zona de erosión y/o no depositacional previos a la depositación cuaternaria.
13) Se considera que las Lomadas de Otumpa representan un límite físico reconocible en subsuelo y superficie en la región chaqueña de los registros sedimentarios que constituyen el Sistema Acuífero Guaraní. A partir de la expresión geofísica somera se lo caracteriza como portador de agua salina en varios niveles dentro de las primeras centenas de metros de profundidad.
14) Con la finalidad de alumbrar recursos hídricos aptos para el consumo humano y agropecuario se recomienda la utilización de los paleocauces del río Salado del Norte, como acuíferos temporales, que si bien resultan pequeños y locales, poseen buena calidad por recarga directa pluvial.
15) Los mejores materiales pétreos utilizables como material para la construcción vial son los silcretes desarrollados en las secuencias silicoclásticas cretácicas sobre la ladera E de la Lomada de Otumpa Oriental (Canteras Las Piedritas y La Esperanza). Asimismo, se recomienda tener en cuenta el Alto Topográfico Palo Blanco, que presenta rocas afines al silcrete. Igualmente, se destaca la disminución de la silicificación de las eolianitas en la Cantera El Marcado.
16) Finalmente, se destaca que los datos geológicos integrados a partir de la información geofísica y satelital resultaron herramientas sumamente útiles para contribuir con la caracterización morfotectónica de una región de la Llanura Chacopampeana con pocos rasgos geológicos de superficie