En esta entrada complicaremos la cosa un poco mas analizando otra de las metodologías en las que se basa el análisis de cuencas, se trata de la estratigrafía secuencial, que analizará los cambios en el apilamiento de secuencias de estratos, que vendrán controlados por distintos factores, para así interpretar la evolución de los sistemas deposicionales a lo largo del tiempo y espacio facilitando con esto reconstrucciones paleogeograficas.
Pasaremos ahora a ver un ejemplo en otra de las formaciones de nuestra cuenca, la formación Vischkuil (Permico) esta, también pertenece al grupo Ecca, que recordemos se trata de una etapa de mar profundo dentro de la cuenca del Karoo.
1)Localicemos primero nuestra área de estudio:
Fig.1:Localización y mapa geologico de la zona de estudio en Laingsburg.
Los analisis para el estudio de estratigrafia secuencial se llevaron a cabo en torno a Laingsburg principalmente dentro de la formación Vischkuil (de color azul) se trata de una sucesión distal de 380 m de espesor bien expuesta en una llanura de la cuenca que incluye tres grandes unidades de deformación regionales (DU1-3).
Fig.2: Fotografia aerea en Laingsburg indicando las principales áreas de deformación (pliegues y ejes de pliegues) dejando expuestos afloramientos que mostraremos en imágenes posteriores.
La estratagrafía secuencial en aguas profundas estará condicionada por cambios en la acomodación de la plataforma que se relacionaran con cambios relativos en el nivel de mar, esto generará cambios repetitivos en la litología y el patrón de apilamiento de los estratos.
Los factores que controlaran el aporte de sedimento son la acomodación y la forma de la plataforma que controlan la posición de la linea de costa en relación con el borde de la plataforma y la dinámica de sedimentación de los sistemas fluviales que controlan el volumen y el tamaño del sedimento suministrado.
Normalmente la sedimentación en un ciclo de aguas profundas comienza con la caída del nivel del mar cuando se forma una discordancia sub-aérea formando la plataforma, la linea de costas y los sistemas fluviales desembocan en una posición mas distal , la expresión en aguas profundas de esta regresión es la formación de una conformidad correlativa por encima de la cual hay un marcado aumento de suministro de sedimento de grano grueso a travez de flujos de masa que fluyen por gravedad, el ciclo en aguas profundas suele terminar con una migración de facies hacia la costa lo que se traduce en una parada progresiva de la sedimentación en la zona, durante esta fase transgresiva se produce acomodación en la plataforma y en la llanura costera que almacena material tipo arena y limo, entonces, las corrientes de turbidez se vuelven mas ricas en tamaños de grano tipo arcilla y se vuelven cada vez menos frecuentes ya que solo llegan a estos medios las plumas que transportan material en suspensión.
2) Secuencia estratigrafica observada en los afloramientos:Se reconocen unidades de lutitas hemipelagicas condensadas que se encuentran divididas por unidades de turbiditas de tamaño de grano mas grueso (areniscas) que poseen una gran extensión regional, estas superficies donde se produce un aumento brusco de los aportes de tipo arena son interpretados como limites de secuencia que pueden ser identificados en distintas áreas de la zona de estudio permitiendo así establecer correlaciones.
3) Asociaciones estratigráficas y litofacies.
Litofácies A: comprende arcillas gris-negruzcas masivas sin estructura que comúnmente contienen concreciones calcáreas. Esta fácies se interpreta para representar el deposito de sedimentos en suspensión hemipelágicos.
Litofácies B y C: comprenden arenisca de grano fino y limo respectivamente, los cuales se combinan comúnmente en camas normalmente gradadas. Son comunes las marcas en la base de las capas así como una laminación paralela que pasa hacia arriba a una laminación cruzada (repples). Estas camas se interpretan como depósitos de corrientes de turbidez.
Litofácies D: Estos depósitos son de color blanco / gris a naranja y compuestos en gran parte de minerales de arcilla (montmorillonita y esmectita), además de una importante cantidad de cristales de circón y fragmentos de vidrio. Se interpretan con un origen volcánico; las camas de arcilla se interpretan como las caídas de cenizas volcánicas y las camas de arena se interpretan como depósitos de flujos de ceniza retrabajados.
Litofácies E: comprende unidades con clastos de areniscas y limolitas caóticamente distribuidos dentro de una matriz arcillosa. Estas características sugieren una deposición rapida y masiva de flujos de cohesión y las fácies se interpretan como depósitos de flujo de escombros (debritas).
Fig.3:Litofácies y asociaciones de fácies definidas en la formación Vischkuil.
Según el espesor, la continuidad lateral y la composición de pueden definir dos tipos de lutitas:
-Tipo 1 Lutitas regionales: unidades con color de gris claro a gris oscuro formadas por lutitas hemipelagicas que varian de 1 a 5 m de espesor presentes a travez de todo el área de estudio (> 3000km2).
-Tipo 2 Lutitas intercaladas con limos: Lutitas con finas intercalaciones de limos (2cm aprox.) que presentan un color de marron a gris, presentan laminación paralela ocasional es poco frecuente la laminación cruzada, la extension superficial de estas unidades es regional presentando un ligero buzamiento.
4)Estratigrafia secuencial.
4.1.)Lutitas hemipelagicas condensadas.
La posición exacta de la superficie de máxima inundación (MFS) dentro de lutitas condensadas a escala secuencial esta comúnmente relacionada con el punto de máximo contenido orgánico, por lo general correspondiente al valor máximo de uranio en los datos de rayos gamma espectral.La estratigrafía entre dos secciones de máxima inundación representaría un “HighStand” (HST), el limite de secuencia (bases de los depósitos de transporte masivo) (SB), el “falling stage systems tract" (FSST), el “lowstand systems tract" (LST) y el “transgressive systems tract” (TST).
El TST, HST e incluso el FSST pueden ser representados por la unidad de lutita condensada (fig.4).
Fig.4: Columna estratigráfica de la formación Vischkuil con ejemplos de limites de secuencias y secciones condensadas.
4.2.)Secuencias y extensión de los sistemas.
Fig.5:Estratigrafía secuencial esquemática de la formación Vischkuil.
Se definieron 6 secuencias de deposito (Fig.5) a travez de la formación en base a criterios de reconocimiento de superficies de inundación y limites de secuencias que explicaremos a continuación detalladamente:
-Secuencia 1: SB1, base de la formación Collingham, contacto plano de lutitas carbonosas de la formación Whitehall y limonitas interpretadas como un LST. Los paquetes de limonita finos se interpretan como la superficie de máxima inudación (MFS). El sistema HST se representa con un paquete de limonita granocreciente suprayacente.
-Secuencia 2: SB2, Primera capa gruesa gradada dentro del segundo paquete granodecreciente de la formación Vischkuil, es mapeable en una extensión de al menos 3000km2 representando el inicio de la formación. El paquete superpuesto de capas gradadas de arenisca y limonita se interpreta como el LST. La arcilla tipo 1 de la unidad de lutita se interpreta para representar la TST, típica de la MFS.
La lutita suprayacente con limo se interpreta como el HST para la secuencia 2.
-Secuencia 3: El tercer limite de secuencia es brusco. las litofacies no erosivas pasan de capas limosas gradadas a capas de arenisca marcando un aumento regional en el aporte de tamaño de grano mas grueso, en estas superficies se marca también un cambio en la dirección de las paleocorrientes de ir hacia el W en la parte inferior de la formación a ir hacia el E en la parte superior de la formación.
La arenisca dominante en el LST pasa de forma ascendente a una lutita tipo 2 condensada, la sección superior se vuelve mas gruesa hacia arriba a capas de limo y areniscas marcando el HST.
-Secuencia 4: SB4, es interpretada como un cambio abrupto de litofacies en la base de la unidad de deformación regional mas inferior (DU1). La debrita contiene clastos intraformacionales del tamaño de guijarros. El contacto basal presenta una una morfología irregular, la lutita suprayacente de tipo 2 incluye un marcador de flujo de ceniza y se interpreta como la TST , tipica de la MFS.
Por encima de esta capa de lutitas granocreciente se vuelven a encontrar limonitas y areniscas que se interpretan como el HST.
-Secuencia 5: se basa en criterios idénticos a la SB4, la SB5 se interpreta a la base de la unidad de deformación regional media (DU2), que representa parte del LST. La TST y MFS se encuentran dentro de la lutita tipo 2, por encima de la cual el aumento de capas de arena intercaladas con capas de arcillas y la caida de cenizas se interpreta como el HST.
-Secuencia 6: la base abrupta de la unidad de deformación regional superior (DU3) se recoge como el limite de secuencia SB6. La debrita esta cubierta por unidades de arenisca deformadas cubiertas por lutitas tipo 2 interpretado como el TST y la MSF. El paquete suprayacente consiste en capas de areniscas granodecrecientes interpretadas como el HST. Este sistema esta cubierto por la superficie basal de la formación Laingsburg que marca un aumento importante en el suministro de arena en el fondo de la cuenca (abanico A).
Una vez definidas estas superficies es posible establecer correlaciones:
Fig.6: Panel de correlación establecido para la zona marcada en la fotografía aérea adjunta (fig.2) como fig. 5 próxima a la zona de Ghaapkop.
Fig.7: Panoramica donde se representan las distintas formaciones junto con su columna estratigráfica.
5)Conclusión:
A modo de conclusión podemos decir que las unidades de lutitas hemipelagicas condensadas no deformadas se interpretan como superficies de máxima inunación, mientras que las capas ricas en arena mapeables en grandes extensiones se interpretan como limites de secuencias.
Las 6 secuencias muestran un patrón de apilamiento progradacional con un aumento a techo del espesor de capas y proporción de arenas, la formación Vischkuil se separa en dos unidades inferior y superior debido a la inversión en la dirección de paleocorrientes a la base de la secuencia 3 que ya mencionamos. Encontramos de forma general una ciclicidad bien modulada con un incremento en el aporte de arena en el tiempo, con lo que la tendencia general es una somerización.
La ciclicidad que encontramos es producida principalmente por cambios relativos en el nivel del mar glacio-eustaticos.
Espero con este articulo haber ayudado a la mejor comprensión de la metodología de la estratigrafía secuencial en el análisis de cuencas.
Sin mas, os espero en la próxima entrada... ;)
Un saludo, disfrutad de lo que queda de navidad...y feliz año 2015!!!
Bibliografia principal:
-Sequence stratigraphy of an argillaceous, deepwater basin-plain succession:
Vischkuil Formation (Permian), Karoo Basin, South Africa
Willem C. van der Merwe*, Stephen S. Flint, David M. Hodgson
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