Evaluación de los depocentros de la cuenca de Macachín, Provincias de La Pampa y Buenos Aires, Argentina

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Elena Esther de Elorriaga

2011-A
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Resumen

En este trabajo de tesis se ha realizado un estudio geofísico – geológico de la región donde se ubica la cuenca de Macachín y su entorno.

Mediante la integración de datos geofísicos y geológicos se hicieron consideraciones sobre la forma, depocentros, relación entre topografía y estructuras de la cuenca de Macachín. Además se relacionaron las anomalías gravimétricas y magnéticas con la geología y se ajustaron la estratigrafía y la historia evolutiva de la cuenca. 

Se realizaron distintos mapas con los datos gravimagnetométricos, que se complementaron de toda otra información disponible.

Las características de los mapas resultantes de los datos gravimétricos fueron valiosas para delimitar los distintos depocentros, en los que se encuentra particionada la cuenca de Macachín y algunas particularidades de estas estructuras, que mostraron variaciones en su profundidad, orientación, superficie.

A partir de todos los estudios, se dedujo con respecto a la cuenca de Macachín, que se trata de una estructura compartimentada en depocentros, tipo hemigraben, separados por altos de basamento. El relleno comenzó en el cretácico con las Formaciones Arata y Abramo con los que se completó la etapa de sinrift; los depósitos posrift comenzaron con depósitos relacionados con ingresiones marinas (entrerriense – paranense) acontecidas durante el Mioceno que constituyen la Fm Macachín y posteriormente, debido al cambio de condiciones producidas por los movimientos andinos, ocurrieron los depósitos continentales la Fm Cerro Azul. Cubriendo toda el área, se encuentran depósitos arenosos finos recientes de origen eólico.

Con respecto a las cuencas de Laboulaye, Gral. Levalle y Nueva Galia, se esbozaron sus ubicaciones en el área estudiada y se obtuvieron datos acerca de los depocentros que las componen. Se considera que la cuenca de Quehué es coetánea con la de Macachín y comparte su historia evolutiva.

 


 
Abstract

The Macachin basin and its surrounding areas were studied by geophysical and geological methods.

These data allow to modeled the shape of the basin, the amount and dimensions of the depocenters and the relationships between geological structures and topography. 

Additionally the stratigraphy and the geological evolution were determined. Bouguer and residual anomalies maps, supplemented with all other useful available information were compiled. 

The resulting maps were valuable to delimit the various depocentros in which is partitioned the Macachin basin as well as the peculiarities of these structures, that showed variations in their depth, direction and dip. 

In all the studies an hemigraben type structure, separated by basement highs was deducted for the Macachin basin. 

The infill of the basin, start in the Cretaceous with the Arata and Abramo formations. These units compose the syn-rift stage of the basin. The sag stage is constituted by the Macachin Formation, which represents the Miocene times as a shallow marine transgression.

Due to the Andean diastrophic phase, the marine basin was retracted and the marine sediments were replaced by continental environment deposits of the Cerro Azul Formation.

During this study, the configuration, shape and nature of the Laboulaye, General Levalle, Quehué and Nueva Galia were obtained using the same methodology. The Quehue basin development is coeval with the Macachin basin and share many of its geological features.

 

 
Índice

CAPÍTULO 11 – 19

INTRODUCCIÓN1

UBICACIÓN DEL ÁREA DE ESTUDIO5

METODOLOGÍA7

MARCO GEOLÓGICO10

Geomorfología y topografía10

Geología13

Estratigrafía13

* Mesozoico13

* Formación Arata14

* Formación Abramo14

* Cenozoico15

* Neógeno15

* Formación Macachín15

* Formación Cerro Azul16

* Cuaternario17

* Formación Meauco17

Estructura18

 

CAPÍTULO 220 – 33

METODOLOGÍA Y ESTUDIOS GEOFISICOS REALIZADOS20

GRAVIMETRÍA22

Toma de datos22

Correcciones realizadas22

1. Deriva instrumental22

2. Corrección de mareas terrestres23

3. Corrección por latitud23

4. Corrección de Aire Libre y de Bouguer24

Anomalías gravimétricas calculadas26

Separación de efectos gravimétricos. Continuación analítica Ascendente26

Mapas de tilt y del gradiente del tilt27

Mapas de soluciones utilizando el método de Deconvolución de Euler27

MAGNETOMETRÍA28

Toma de datos28

Correcciones realizadas para obtener las anomalías29

1. Corrección por variación diurna29

2. Cálculo del campo magnético de referencia29

Anomalías regionales, locales y residuales de campos potenciales30

1. Prolongación de campos potenciales30

2. Reducción al polo30

Interpretación31

Relaciones entre los resultados de gravedad y magnetismo31

Modelado de datos gravimagnetométricos32

 

CAPÍTULO 334 – 63

ANTECEDENTES Y MARCO GEOLÓGICO34

Ciclos geotectónicos de Argentina34

Los ciclos geotectónicos en la Provincia de La Pampa y adyacencias36

1. El ciclo Brasiliano – Panafricano36

2. El ciclo Pampeano37

3. El ciclo Famatiniano39

4. El ciclo Gondwánico41

5. El ciclo Patagonídico47

Surco oriental o Sistema de Rift Pampeano Central48

Surco occidental o Sistema de Rift Pampeano Occidental52

Otras cuencas geológicamente relacionadas53

6. El ciclo Ándico59

 

CAPÍTULO 464 – 106

ANTECEDENTES DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA: SÍSMICA Y GEOELÉCTRICA64

PROSPECCIÓN SISMICA64

SÍSMICA DE REFRACCIÓN64

1. Provincia de la Pampa67

1.1. Sísmica de refracción entre las localidades de Abramo y Pichi Mahuida67

1.2. Líneas de sísmica de refracción registradas en la zona de Santa Rosa – Uriburu69

2. Provincia de Buenos Aires72

2.1. Sísmica de refracción registrada en la zona de Chasicó72

2.2. Perfil esquemático longitudinal sismográfico Pigüe – Ing. Thompson, provincia de Buenos Aires74

2.3. Perfiles sísmicos en el sector noroccidental de la cuenca del Colorado76

3. Registros Ubicados en los lugares donde se realizó la sísmica de reflexión en la provincia de La Pampa76

3.1. Línea 25006 (Lonquimay)76

3.2. Líneas 25009 (Avestruz) provincia de Buenos Aires y 25010 y 25011 (Guatraché) en la provincia de La Pampa77

4. Registros de refracción aislados78

4.1. Provincia de la Pampa79

4.2. Provincia de Buenos Aires83

4.3. Provincia de Córdoba87

SÍSMICA DE REFLEXIÓN87

1. Líneas de sísmica de reflexión registradas en las zonas de Guatraché – Avestruz y Lonquimay – Catriló88

2. Santa Rosa – Uriburu95

GEOELÉCTRICA97

1. Tesis doctoral de Herrero Ducloux (1978)97

2. El estudio geoeléctrico Santa Rosa – Anguil (Calvetti Amboni, 1979)102

3. Prospección geoeléctrica realizada para el Plan EASSE. (Rapaccini y Calvetty Amboni, 1990a)104

4. Perfil entre el paraje El Carancho y la localidad de Gral. Acha105

 

CAPÍTULO 5107 – 120

ANTECEDENTES DE PROSPECCIÓN GEOFÍSICA: GRAVIMETRÍA Y MAGNETOMETRÍA107

Trabajos integrales107

Trabajos en áreas vecinas109

Trabajos en el área estudiada111

 

CAPÍTULO 6121 – 144

RESULTADOS DE LA PROSPECCIÓN GRAVIMAGNETOMÉTRICA121

GRAVIMETRÍA121

Mapas de anomalías de aire libre y simple de Bouguer121

Análisis de los sectores diferenciados125

Sector 1125

Sector 2128

Sector 3131

Sector 4132

Sector 5134

MAGNETOMETRÍA136

Anomalías calculadas136

Mapas de anomalía magnética de campo total136

Análisis de las áreas diferenciadas139

Área 1139

Área 2140

Área 3141

Mapas de anomalía magnética reducida al polo142

 

CAPÍTULO 7145 – 164

GRAVIMETRIA: PROLONGACIÓNES ASCENDENTE Y RESIDUALES145

Análisis de los mapas de prolongación ascendente de anomalía de Bouguer145

Prolongación H = 10 km145

Prolongación H = 20 km147

Prolongación H = 30 km148

Prolongación H = 40 km148

Resultados del análisis de los mapas de prolongaciones148

Análisis de los mapas residuales de las prolongaciones ascendentes de anomalía de Bouguer149

Residual H = 10 km150

Residual H = 20 km151

Residual H = 30 km y H = 40 km152

Resultados del análisis de los mapas de residuales152

Análisis de los mapas de soluciones de la deconvolución de Euler sobre los datos de anomalía de Bouguer159

Mapa de soluciones para SI = 0,5159

Mapa de soluciones para SI = 1 y SI = 2161

Resultados del análisis del mapa de deconvolución de Euler utilizando un SI = 0,5161

 

CAPÍTULO 8165 – 172

CORRELACIÓN ENTRE RESULTADOS DE DIFERENTES METODOLOGÍAS GEOFÍSICAS165

Correlación entre los mapas de anomalías residuales de Bouguer y de aire libre165

Correlación entre los mapas de anomalías de Bouguer, de tilt y de gradiente de tilt166

Correlación entre los mapas de anomalías residuales de Bouguer y el de anomalías del campo magnético total169

Correlación entre los mapas de anomalías residuales de Bouguer y el de soluciones de la deconvolución de Euler para un SI = 0,5171

 

CAPÍTULO 9173 – 190

PERFILES Y MODELOS GRAVIMAGNETOMÉTRICOS173

Descripción de los perfiles e interpretación de los modelos175

Perfil 1175

Perfil 2176

Perfil 3177

Perfil 4181

Perfil 5182

Perfil 6183

Perfil 7189

Síntesis: cuadro comparativo de los depocentros190

 

CAPÍTULO 10192 – 198

CONCLUSIONES192

LISTA DE TRABAJOS CITADOS EN EL TEXTO199 – 225

 

ANEXO

DATOS DE PERFORACIONES1

Perforaciones ubicadas en la provincia de La Pampa6

Perforaciones ubicadas en la provincia de Buenos Aires21

Perforaciones ubicadas en la provincia de Córdoba24

GLOSARIO ESTRATIGRÁFICO25

 

 

Evaluación de los depocentros de la cuenca de Macachín, provincias de La Pampa y Buenos Aires, Argentina

Tesis doctoral – UNS

 


 
Conclusiones

     Las observaciones geofisicas de alta densidad realizadas en el campo de la gravedad y magnetismo terrestre, integrado a las secciones sismicas y perforaciones del area estudiada han permitido conocer la geometria y algunas de las particularidades de la estratigrafia de la cuenca del Macachin. Asimismo se ha logrado asegurar su vinculacion con las cuencas de Quehue, Laboulaye, Gral. Levalle, Nueva Galia, Colorado y Claromeco.

      Las anomalias gravimetricas filtradas con operadores matematicos de gran resolucion (prolongaciones analiticas y de gradientes (tilt)) permiten proponer que la misma se halla ubicada entre los 36º20‘ y 38º de latitud sur y los 64º y 62º40‘ de longitud oeste. Pudiendose definir su geometria como un cuadrilatero irregular, de unos 250 km de largo, dispuesto con orientacion NNO-SSE y un ancho de unos 100 km. La superficie total de esta cuenca es de 24.500 km2 aproximadamente.

      La relacion con las cuencas de Nueva Galia, Gral. Levalle y Laboulaye en el Norte y Colorado en el sur son muy subjetivas, debido a las caracteristicas que presentan las anomalias gravimetricas, por lo que los limites se infirieron o se respetaron los dados por trabajos anteriores.

      La cuenca de Macachin propiamente dicha constituye una depresion tectonica que puede ser delimitada adecuadamente con los datos de gravimetria. Esta conformada por tres lineas de depocentros, mas o menos notables en el mapa de anomalia de Bouguer y geneticamente asociados al proceso de apertura de la misma. El conjunto responde al sistema de fallas NNO-SSE, notable en los registros sismicos.

      Los limites de la cuenca pueden trazarse a partir de los mapas de anomalia de Bouguer:

* El limite septentrional se encuentra al norte de Uriburu, donde confluyen los minimos gravimetricos de Laguna Licanche, Conelo, Arata y Coronel H. Lagos que forman parte de las cuencas de Nueva Galia, General Levalle y Laboulaye.

* Por el sur, su limite puede trazarse en el borde noroeste de la cuenca del Colorado que se ubica al norte de la linea que pasa por las localidades de Bordenave y Gral. San Martin.

* Su borde occidental esta marcado por un alto de basamento, reconocido ademas en perforaciones, que la separa de la cuenca de Quehue.

* Por el este, luego de una faja de altos gravimetricos, limita con el umbral de Trenque Lauquen el norte y por el sur con la cuenca de Claromeco, sitios donde se han definido importantes espesores de sedimentitas paleozoicas.

      Los limites este y oeste son relativamente regulares, siendo el segundo mas notable debido a que en ese margen se encuentran los mayores espesores sedimentarios.

      Considerando lo indicado en los antecedentes, la apertura del rift que origino la cuenca se desarrollo de acuerdo a una estructuracion previa, debida fundamentalmente a anisotropias mecanicas de las rocas existentes que hacen de basamento de las cuencas presentes en el area.

      La informacion recopilada permite concluir que los depositos de las cuencas mencionadas, se produjeron a partir del cretacico sobre basamento tipo Sierras Pampeanas y sedimentitas paleozoicas, relacionadas con los “estratos del Paganzo” en la parte norte y con la secuencia de las Sierras Australes y cuenca de Claromeco al sureste.

      Teniendo en cuenta lo antedicho, el origen de la cuenca de Macachin se asocia a la tectonica distensiva juro-cretacica correspondiente a la fragmentacion del continente de Gondwana y a la apertura del oceano Atlantico, ocurrida a partir del Jurasico Medio – Cretacico Inferior. El contexto genero un sistema extensional constituido por rifts intracratonicos de direccion submeridiana, que cruza por el noroeste argentino hasta la cuenca del Colorado, controlado por un marco estructural preexistente en un basamento precambrico – paleozoico. La cuenca de Macachin ha evolucionado como parte terminal de este sistema de cuencas y se ubica al sur de la union de los dos sistemas de rifts pampeanos (central y occidental).

      Como ocurre en muchos episodios extensionales la cuenca se desarrollo en forma segmentada, quedando conformada por distintos depocentros o sub-cuencas asimetricas, de distintas caracteristicas.

      Los lineamientos tectonicos dominantes o de mayor jerarquia corresponden a la direccion NNO-SSE, similares a las anisotropias que se pueden observar en el Cerro de los Viejos y son paralelos a los margenes de la cuenca. Los que muestran orientacion OSO-ENE son de menor desarrollo y menos frecuentes. La interaccion entre los dos sistemas, ha dando como resultado una cuenca fragmentada en depocentros, que se observan angostos y alargados en la direccion NNO-SSE y alineados segun tres trazos.

      Las fallas presentan caracteristicas similares a las de sierras Pampeanas, con buzamientos fuertes, sobre las que se sobreimprimieron los resultados de una poco notable reactivacion inversa derivada de la orogenia andina.

      El sistema de fallas NNO-SSE que enmarcan los depocentros, se perciben en las imagenes satelitales (ver Capitulo 1, imagen de las depresiones transversales) tanto cuando sobre el basamento se encuentra solamente la Formacion Cerro Azul (depresiones transversales por ejemplo); como cuando la cubierta sedimentaria es mas espesa. Esto indica la reactivacion reciente de las mismas; ademas se puede observar que esta compresion de baja magnitud ha sido complementada con una componente de desplazamiento dextrogiro.

      Entre las lineas de sismica de refraccion existen algunos ejemplos que se han registrado sobre fallas, mostrando la variacion de espesores y velocidades de un lado y otro de la misma (por ejemplo linea 25006, 25009, 25001, entre otras), en cuanto a las de reflexion, se notan perturbaciones en los depositos superiores horizontales.

      En las secciones sismicas de reflexion ubicadas en la zona de Anguil – Catrilo y Guatrache, los depocentros se muestran como zonas deprimidas, separados por altos basamentales y el relleno de los mismos se inclina hacia el oeste. Esta geometria es coherente con la de hemigrabenes, con maxima profundizacion al oeste y perdida de desplazamiento y espesor hacia el este.

      El relleno de los depocentros pertenecientes a cuencas vecinas a la de Macachin, puede correlacionarse en gran medida con los de la misma.

      Las anomalias gravimetricas de caracter regional muestran variacion de la orientacion de la fracturacion. Las alineaciones de orientacion N-S se marcan en la parte norte de la zona estudiada, las NNO-SSE se encuentran principalmente en la parte central mientras que en la sur, se hacen ONO-ESE.

      Considerando que las anomalias gravimetricas de la cuenca de Macachin estan directamente relacionadas con la cuenca de Quehue en su lineamiento, cercania y magnitud se puede proponer la misma genesis.

      Los depocentros determinados con gravimetria y asociados a las lineas de reflexion sismica presentan un diseño asimetrico con un sistema de fallas principales, de orientacion NNO-SSE, que los limitan componiendo hemigrabenes. En planta, este sistema muestra variaciones en cuanto a la importancia de las estructuras, tal como lo expresan las distintas magnitudes de los depocentros. En el borde occidental de los hemigrabenes se ha producido el mayor desplazamiento, por lo que se estima que todos tendrian la misma polaridad.

      En la cuenca de Macachin se reconocieron once (11) depocentros alineados segun tres trazas orientadas NNO-SSE, de distinta definicion:

Línea 1. Es la occidental e incluye los depocentros Santa Rosa, Ataliva Roca este, Doblas, Guatrache (compartido con la linea 2) y Gral. San Martin.

Línea 2. Alineacion central integrada por Uriburu, Miguel Riglos y Guatrache y Guatrache sur.

Línea 3. La oriental compuesta por los denominados Lonquimay sur, Arano y Darregüeira-Puan.

      Los perfiles gravimagnetometricos obtenidos de los mapas de anomalias de Bouguer permitieron ver el comportamiento de las curvas de gravedad y magnetismo con la finalidad de cuantificar los depocentros mas importantes.

      Los resultados muestran que los depositos terciarios-recientes son en general de poco espesor, en  tanto que los cretacicos y los paleozoicos son variables y no se encuentran en todos los depocentros.

      Al norte de la cuenca de Macachin, se ubican varios depocentros relacionados con las cuencas que confluyen en el area (Nueva Galia, Gral. Levalle y Laboulaye). Los que se han modelado son los denominados Conhelo y Villa Mirasol.

 

Depocentro

Denominacion

Terciario

Cretacico

Paleozoico

D1 (-15 mGal)

Conhelo

150

2200

———-

D2 (-15 mGal)

Villa Mirasol

300

———-

1350

      Para los principales depocentros de la cuenca de Macachin se calcularon los espesores sedimentarios, hallandose similitud con los depocentros del norte.

 

Depocentro

Denominacion

Terciario

Cretacico

Paleozoico

D2 (-15 mGal)

Santa Rosa

300 m

———-

1350 m

D4 (-5 mGal)

Uriburu

1300 m

1200 m

———-

D5 (-8,7 mGal)

Ataliva Roca este

300 m

1200 m

495 m

D6 (-18 mGal)

Miguel Riglos

300 m

1200 m

1200 m

D7 (-18 mGal)

Lonquimay sur

300 m

1200 m

1200 m

D8 (-18 mGal)

Arano 

300 m

1200 m

1200 m

D9 (-14,3 mGal)

Guatrache

300 m

3000 m

200 m

D10 (-12,3 mGal)

Darregüeira-Puan

300 m

2200 m

———-

D11 (-12,3 mGal)

Guatrache sur

300 m

2200 m

———-

 

      Los maximos espesores se encuentran en la zona de Uriburu donde, segun los datos de refraccion, es de 2417 m y en la de Guatrache donde la profundidad calculada es de 3300 m.

      Los depocentros de Arano y Darregüeira-Puan son considerados los mas relacionados con la cuenca de Claromeco, que se presenta al este el area estudiada como un importante minimo gravimetrico. Se considera que la estructuracion de la zona fue regional a estas latitudes, afectando por igual a todos los depositos preexistentes. En el caso de estos depocentros, las sedimentitas paleozoicas de la cuenca de Claromeco y Sierras Australes, hacen de base a los depositos ocurridos a partir del cretacico, que los han cubierto discordantemente.

      En rasgos generales, la region estudiada muestra una historia geologica (tectono – depositacional) similar a las cuencas vecinas. Las variaciones estan relacionadas principalmente con el momento del inicio de la apertura, su progreso y su ubicacion con respecto a las areas de aportes. Las edades de los movimientos se corresponden con los de las Sierras Pampeanas.

* La evolucion sedimentaria de la region muestra un hiatus que duraria hasta fines del Jurasico, que genero una no conformidad regional, sobre la que se depositaron los primeros registros de la columna sedimentaria que rellena los depocentros de la cuenca atribuidos al cretacico.

* Los registros del ascenso eustatico que ocurrieron entre fines del Cretacico Tardio y el Paleoceno y que posibilito una ingresion marina que penetro extensamente en el continente, no se han reconocido hasta el momento en los datos de las perforaciones existentes en la region.

* A partir del Eoceno comienzan a influenciar los movimientos andinos y las depresiones son rellenadas por sedimentos continentales durante todo el Paleogeno y hasta el Mioceno temprano.

* Fue durante la primera fase del 2º Movimiento del ciclo Andico, cuando se origino una transgresion marina, responsable del deposito de la Formacion Macachin, cuyos registros se encuentran principalmente al centro y este del area estudiada.

* Debido al cambio en el angulo de subduccion y convergencia de placas, ocurrido entre fines del Mioceno Tardio y el Pleistoceno Temprano, se produce un cambio en las caracteristicas ambientales, que se exterioriza en los sedimentos de la Fm Cerro Azul. Ocurren ademas eventos de deformacion (reconocidos en Sierras Pampeanas para el Plioceno y el Pleistoceno), muy suaves en la region estudiada, relacionados con los movimientos Andinos.

      Si se analiza la disposicion del relleno se observa que la cuenca del Colorado muestra una historia similar a la que ha tenido la cuenca de Macachin.

      En la estratigrafia del sector norte del area estudiada se ha reconocido unidades del grupo Paganzo. La Formacion Colorado se encuentra en la parte sur y se ha correlacionado con el grupo Neuquen.

      Las lineas de reflexion muestran una discordancia que separa los depositos cretacicos (Fm Arata y Fm Abramo) de los terciarios (Fm Macachin).

      Desde fines del Oligoceno hasta el Mioceno medio/superior, la zona recibio depositos clasticos, gruesos continentales (equivalente Fm Olivos) y marinos finos a muy finos, yesosos y calcareos (equivalentes a la Fm Parana y Barranca final) que constituyen la Formacion Macachin.

      Posteriormente, desde el Mioceno, se depositan sedimentitas continentales de las Formacion Cerro Azul. Sobre la misma se formo una duricostra, por lo general calcarea.

      Durante el Cuaternario los sedimentos son principalmente eolicos conformando depositos de espesores variables, en general escaso, que cubre toda la zona.

      La secuencia sedimentaria que rellena la cuenca de Macachin esta compuesta por:

* Formacion Arata (Salso, 1966a) se describio para los depocentros relacionados con la cuenca de Gral. Levalle y Laboulaye. Se considera que corresponde a la parte inferior de los depositos cretacicos.

* Formacion Abramo (Salso, 1966a) constituida por sedimentos de aguas tranquilas y asignada por Zambrano (1974) al Cretacico superior. Fue descripta en la cuenca de Quehue.

* Formacion Macachin (Salso, 1966a), integrada por depositos marinos depositados discordantemente sobre la anterior, a partir de fines del Oligoceno y durante el Mioceno. Equivale a la Fm Parana y Barranca Final. Fue descripta en la cuenca de Quehue.

* Formacion Cerro Azul (Llambias, 1975), constituida por sedimentitas continentales de edad Mioceno superior-Pleistoceno.

      En las cuencas vecinas (Chacoparanense, Laboulaye y General Levalle) ha sido referida la presencia de basaltos interdigitados en los sedimentos cretacicos, tambien se encuentran registros en las cuencas del Colorado y Salado. Considerando las caracteristicas de forma, los resultados del tratamiento de datos geofisicos muestran que es poco factible la existencia de los mismos en la cuenca de Macachin.