METODOLOGÍA PARA EL ESTUDIO DEL REGISTRO SEDIMENTARIO EN LAS CUENCAS ANÁLISIS DE FACIES SEDIMENTARIAS
EL CONCEPTO DE FACIES El vocablo “facies” en geología, y particularmente en estratigrafía y sedimentología, tiene un significado ambiguo y por ello ha sido motivo de dudas y confusión. La razón es que a lo largo del tiempo, y según sea el campo disciplinario, se lo ha empleado con muy distintas acepciones. En el caso del estudio del registro sedimentario pueden reconocerse diversos enfoques en la definición de una facies, algunos tienen un carácter interpretativo y otros carácter descriptivo y objetivo.
LOS CRITERIOS INTERPRETATIVOS Facies e interpretación tectónica = TECTOFACIES. Una tectofacies consiste en un importante registro (espesor y distribución regional) de sedimentos que se suponen originados bajo un régimen tectónico en particular (por ejemplo tectofacies preorogénicas o flysch, tectofacies sinorogénicas o molasa). Facies y ambientes sedimentarios. Consiste en una sucesión sedimentaria o conjunto de cuerpos sedimentarios que se interpretan como acumulados en un determinado ambiente sedimentario (ej. facies fluviales, facies deltaicas, facies de estuario). Facies y procesos sedimentarios. Capa sedimentaria o connunto de capas que se atribuyen a la acción de un proceso de acumulación (por ejemplo facies de turbiditas, facies de debritas, facies de tidalitas, facies de eolianitas).
La utilidad del concepto de facies radica en que constituye un elemento 煤til para describir los atributos que poseen las rocas sedimentarias. De este modo, definir facies con criterio interpretativo es metodol贸gicamente incorrecto. Lo apropiado es hacerlo sobre la base de criterios objetivos y descriptivos. A estas facies se las define como facies sedimentarias observacionales.
FACIES SEDIMENTARIAS OBSERVACIONALES
• LITOFACIES • BIOFACIES • ICNOFACIES
LITOFACIES Cuerpo de roca sedimentaria con características específicas. Se puede definir por su color, estructuras, composición, textura, fósiles y arquitectura sedimentaria. Normalmente por una combinación entre estos atributos. Aún cuando su definición se efectúa con un criterio enteramente objetivo, se considera que este cuerpo de roca ha sido formado bajo determinadas condiciones físicas y químicas, y por lo tanto evidencia un proceso sedimentario en particular.
LITOFACIES Como reflejan las características físicas y composicionales de los sedimentos y sedimentitas, se las define por su:
• Litología (textura y composición) • Estructuras sedimentarias • Geometría o arquitectura de los cuerpos
Litofacies de areniscas entrecruzadas y de areniscas con laminaci贸n ondul铆tica
Litofacies de areniscas con capa plana, de areniscas con estructura hummocky y litofacies heterolĂtica
METODOLOGÍA PARA LA DEFINICIÓN DE LITOFACIES OBSERVACIONALES 1. Selección de los atributos 2. Nivel de precisión El nivel de precisión depende de una serie de factores, por ejemplo: TIPO Y CALIDAD DE LAS ROCAS EN ESTUDIO, TIPO Y CALIDAD DE LOS AFLORAMIENTOS TIEMPO DISPONIBLE OBJETIVOS DEL TRABAJO
ICNOLOGÍA E ICNOFACIES PRINCIPIOS BÁSICOS
La icnologรญa es el estudio de las trazas fรณsiles. Las trazas fรณsiles generalmente muestran la actividad de organismos de cuerpo blando que no dejan restos de sus partes corporales. Estos organismos son el grupo dominante de la biomasa. Se clasifican en estructuras de bioturbaciรณn (ruptura de la fรกbrica sedimentaria original: huellas, pistas, excavaciones), de bioestratificaciรณn (creadas por los organismos como los tapetes algales o microbianos), de biodepositaciรณn (productos de bioerosiรณn y restos fecales) y de bioerosiรณn (perforaciones en sustratos consolidados). Reflejan el comportamiento de los organismos (reposo, locomociรณn, alimentaciรณn, escape, etc.) y facilitan las comparaciones paleocolรณgicas entre rocas de distinta edad. No suelen ser de utilidad para determinar la edad de los depรณsitos.
Los organismos productores de trazas fósiles son sensibles a la energía del ambiente (en especial en medios ácueos), a la coherencia de los sustratos y a parámetros ecológicos tales como salinidad, niveles de oxigenación, ritmos de sedimentación, temperatura y disponibilidad de nutrientes. Las condiciones ecológicas están a su vez vinculadas con los ambientes de acumulación. Las trazas suelen aparecer en determinados ambientes sedimentarios. Las trazas se pueden preservar a pesar de la diagénesis de los sedimentos. Una traza fósil puede ser producida por un único tipo de organismo, pero también por distintos tipos de organismos que tienen comportamientos semejantes, lo que puede dificultar su interpretación. Un mismo organismo puede generar diferentes estructuras que corresponderán a distintos estados de comportamiento en un mismo sustrato, o al mismo comportamiento en diferentes tipos de sustratos.
ICNOFACIES Una icnofacies consiste en un conjunto de trazas f贸siles que aparecen asociadas en el registro sedimentario, sea en una misma capa o en capas sedimentarias adyacentes. Se asume que esta asociaci贸n se ha formado bajo determinados par谩metros ambientales. Normalmente, las icnofacies son recurrentes en el tiempo geol贸gico (Buatois et al., 2002).
ICNOFACIES Skolithos
Cruziana
Nereites
Zoophycos
Buatois et al. (2002)
ICNOFACIES Trypanites
Hard ground
Glossifungites
Firm ground
Buatois et al. (2002)
ASOCIACIÓN DE FACIES Grupo o conjunto de facies que guardan una clara relación física y genética entre sí. El concepto involucra tanto a las relaciones verticales como laterales entre las facies. El concepto de asociación de facies es fundamental para definir mecanismos de formación de los depósitos sedimentarios, así como proponer modelos sobre sistemas de depositación y ambientes de acumulación.
Asociación de facies heterolíticas (psamo-pelíticas), de areniscas ondulíticas y de areniscas con hummocky. Formación Iquiri (Bolivia).
Asociaci贸n de facies de fangolitas masivas y de areniscas con capa plana en cuerpos de geometr铆a lobulada. Formaci贸n Tordillo, Neuqu茅n.
Asociación de facies de lutitas negras, heterolíticas (psamo-pelíticas), de areniscas gradadas y de lutitas con estructuras de deformación sinsedimentaria. Formación Los Molles, Neuquén.
TIPOS DE ASOCIACIONES Se pueden considerar las siguientes asociaciones: Multiepisódicas Cíclicas o rítmicas: Bandeadas o bitemáticas (cyclic bedding) Asimétricas (cyclic sequences) Complejas No cíclicas
A: multiepisódica; B: bandeada; C: bandeada discíclica; D: asimétrica positiva (granodecreciente); E: asimétrica negativa (granocreciente).
ASOCIACIONES ASIMÉTRICAS LLAMADAS TAMBIÉN SUCESIONES DE FACIES Y SECUENCIAS DE FACIES DISEÑO DE SUPERPOSICIÓN Conjunto de más de dos facies que pasan de unas a otras en sentido vertical mediante contactos graduales a netos. Cada una de estas sucesiones está limitada en su base o tope por una superficie muy neta y/o erosiva, a veces por un hiatus de importancia. El diseño de superposición suele manifestarse por variaciones progresivas en granulometría y/o en la escala de la estratificación.
TIPOS DE ASOCIACIONES ASIMÉTRICAS, SUCESIONES O SECUENCIAS DE FACIES POR SU DISEÑO Granodecrecientes (positivas) – Granocrecientes (negativas) Estratodecrecientes – Estratocrecientes POR SU ESCALA Pequeñas (métricas a decamétricas) Grandes (de centenares de metros)
ASOCIACIONES ASIMÉTRICAS Distintas escalas y diseños de superposición
ORIGEN DE LAS ASOCIACIONES DE FACIES Asociaciones autocíclicas: controladas por procesos que tienen lugar en el propio ambiente sedimentario. Asociaciones alocíclicas: causadas por factores externos al sistema sedimentario, como cambios climáticos, movimientos tectónicos en el área de aporte y variaciones globales en el nivel del mar.
SEDIMENTACIÓN NORMAL Y CATASTRÓFICA SEDIMENTACIÓN NORMAL Los procesos de sedimentación normal son los que persisten por largo tiempo. La sedimentación neta es lenta y puede producir desde grandes masas de sedimentos a registros discretos. Debe destacarse que el proceso de acumulación puede ser lento o rápido, pero en el último caso está acompañado de procesos erosivos que reducen la tasa neta de acumulación. SEDIMENTACIÓN CATASTRÓFICA Los procesos de sedimentación ocurren en forma instantánea. Tienen niveles de energía cinética varias veces superiores a los de la sedimentación normal. Pueden generar depósitos ocasionales (eventuales) o una alta proporción del registro sedimentario. La sedimentación eventual refleja un acontecimiento súbito, imprevisto y catastrófico (tormentas, inundaciones, terremotos, volcanismo explosivo)
LEY DE WALTHER Y CORRELACIÓN DE FACIES La Ley de Facies de Walther (1894) nos indica que las facies que aparecen dispuestas en sentido vertical (asociaciones de facies) deben haber sido el producto de ambientes asociados espacialmente. De este modo, dichas facies han sido formadas en ambientes lateralmente adyacentes. La Ley de Walther tiene una limitación (limitante de Middleton, 1973) y es que debe aplicarse a sucesiones en las que no aparezcan interrupciones o discontinuidades mayores. La Ley de Walther es esencial para: 1) efectuar interpretaciones dinámicas en el modelado de los ambientes sedimentarios. 2) realizar estudios espaciales sobre la base de correlaciones.
LEY DE WALTHER, CONTACTOS ENTRE ASOCIACIONES DE FACIES Y TIEMPO DE SEDIMENTACIÓN EL PRINCIPIO DE LA CORRELACIÓN
SEDIMENTACIÓN DIACRÓNICA
Coe (2003)