Sedimentología y geoquímica de las sedimentitas de grano fino del Miembro Pilmatué, Formación Agrio, Cuenca Neuquina
Authors:   , Remírez Mariano 
Published: August 2020

La investigación desarrollada en el presente trabajo de tesis doctoral ha sido llevada a cabo en los depósitos de grano fino del Miembro Pilmatué (Valanginiano Tardío-Hauteriviano Temprano) de la Formación Agrio en la Cuenca Neuquina, ya que las sedimentitas de esta unidad constituyen un excelente caso de estudio del registro distal de un sistema marino mixto silicoclástico-carbonático, y que además presenta un enriquecimiento en materia orgánica. Se seleccionaron seis localidades para llevar adelante los estudios, que se agruparon en dos sectores: uno sur (Escuela de Curaco, Puesto Quintero, Puerta de Curaco y Torre Sur) y otro norte (Pampa de Tril y El Portón). En dichas localidades, se relevaron perfiles sedimentológicos de detalle y se realizaron muestreos para el análisis petrográfico, mineralógico y geoquímico. Los estudios petrográficos y mineralógicos confirman la composición mixta de la sucesión y la predominancia de material de grano fino, siendo los componentes más abundantes las partículas detríticas de cuarzo, micrita, minerales de arcilla y los fragmentos bioclásticos hasta tamaño arena fina. Subordinadamente, se registra materia orgánica, intraclastos blandos de fango y fragmentos bioclásticos mayores. Mineralógicamente se registra que cuarzo y calcita son los componentes mayoritarios de las rocas (41 y 43%, respectivamente), mientras que los minerales de arcilla, feldespato potásico y plagioclasa aparecen en forma subordinada. Entre los minerales de arcilla, la illita es la variedad más importante. Las proporciones entre componentes texturales y mineralógicos han permitido definir distintos tipos litológicos, siendo los más importantes las arcilitas calcáreas, arcilitas y fangolitas margosas, y las arcilitas, fangolitas y limolitas silicoclásticas. A su vez, las variaciones en la evolución vertical de la sucesión permitieron confeccionar asociaciones de tipos litológicos que permiten definir intervalos con características comunes, que a su vez se han agrupado en dos secciones: una Inferior (SI) y otra Superior (SS). La SI presenta espesores variables entre 202-342 metros. En ella predominan las litologías margo-calcáreas (82,1%), laminadas y masivas, negras a gris oscuras, ricas en materia orgánica y de textura mayormente de arcillosa (75,2%). Tanto en el Sector Norte, como en el Sur las características de la SI son similares. Por otra parte, la SS presenta características diferentes entre el Sector Norte y el Sur, y su espesor oscila entre 118-403 metros. Se componen en forma dominante por litologías fangolíticas (52,7%) a limolíticas, en especial silicoclásticas (77,1%), masivas, color gris-castaño a verdosas, con intensa bioturbación y con presencia de fragmentos fósiles pequeños. En cambio, en el Sector Norte, los intervalos están constituidos por litologías margosas a levemente calcáreas y se registra mayor proporción de fangolitas. Los análisis geoquímicos también dan cuenta del carácter mixto silicoclásticocarbonático de los depósitos de grano fino del Miembro Pilmatué, revelado en el promedio general de los óxidos y elementos analizados. Los contenidos promedio de SiO2 y Al2O3 alcanzan valores de 42,6 y 12,07 %, respectivamente, en tanto que el promedio de CaO ronda el 21,8 %. Las tendencias generales en el contenido de los óxidos y elementos indicadores de aporte silicoclástico (SiO2, Al2O3, K2O, TiO2, Zr, Rb, Cs y Th), productividad carbonática/fosfática (CaO, MgO, MnO, P2O5, Sr y Ba) y condiciones óxido-reductoras (Mo, V, U, Zn, Ni y Cu) que se observan en las distintas secciones relevadas muestran significativas diferencias entre la SI y SS. Los óxidos y elementos indicadores de aporte silicoclástico de la SS presentan en general promedios mayores a los de la SI. En ambas secciones, en forma lateral, tienden a disminuir en su contenido en dirección sur-norte. Por otra parte, los elementos indicadores de productividad carbonática/fosfática exhiben algunas tendencias claramente contrastantes con aquellos indicadores de aporte silicoclástico. Los contenidos promedio de CaO, P2O5 Sr y Ba en la SI son significantemente mayores a los de la SS, en tanto que lateralmente las tendencias son menos manifiestas en líneas generales. En la SI, el CaO se incrementa, en general, hacia el sector central del área de estudio, al igual que el P2O5 y el Sr. En tanto, en la SS el CaO también se incrementa en dirección surnorte mientras que el resto de los indicadores analizados no presentan variaciones tan manifiestas. Finalmente, los elementos redox-sensitivos aparecen enriquecidos en la SI respecto a la SS, donde prácticamente no hay tenores apreciables. Lateralmente, en la SI se produce un enriquecimiento hacia el sector central de la zona estudiada. Los depósitos de la SI en general y los de la SS del Sector Norte han sido interpretados como depositados bajo sedimentación continua de fango calcáreo y silicoclástico en condiciones de baja oxigenación y asociados a ambientes de cuenca. Por el contrario, los depósitos de la SS en el Sector Sur pueden interpretarse como el resultado de la decantación suspensiva y/o removilizados por acción de flujos gravitatorios en condiciones de buena oxigenación y se han consignado como depósitos de offshore. En el Sector Sur, se produce un cambio temporal en los subambientes de depositación, pasando de depósitos de cuenca a depósitos de offshore. Por otra parte, en el Sector Norte no se aprecia esta diferencia. Los depósitos offshore de la SS lateralmente y hacia el norte se tornan margosos y ricos en materia orgánica, confirmando la transición lateral a depósitos de cuenca. En el Miembro Pilmatué, la mayor parte del fango carbonático de los depósitos de cuenca ha sido originado esencialmente in-situ en la columna de agua, es decir, como resultado de la producción biogénica derivada de organismos planctónicos. Por otra parte, no se descartan posibles fuentes de aporte carbonático desde áreas someras, aunque siempre en tenores comparativamente más reducidos. Es así, que la proporción relativa entre componentes se define, mayormente, en función de la dilución de la productividad carbonática intracuencal por el aporte silicoclástico extracuencal y su resuspensión desde las áreas más someras. En la SI, se habría desarrollado una redoxclina fluctuante, que en los momentos de condiciones dominantemente anóxicas-euxínicas se habría ubicado lo suficientemente por encima de la interface agua-sedimento como para mantener las condiciones bentónicas reducidas en oxígeno. Para ello, debió desarrollarse una estratificación de las aguas en forma casi permanente, manteniendo a la picnoclina coincidente con la redoxclina, y a esta última separada de la interface agua-sedimento. Por el contrario, en la SS la instalación de la redoxclina por debajo de la interface agua-sedimento, estaría en relación con la progradación de la línea de la costa y la consiguiente instalación de corrientes marinas a través de la plataforma, que habrían permitido la circulación vertical del agua y la reposición de oxígeno en el entorno bentónico. Los análisis geoquímicos permiten también deducir que el Mar Epicontinental Neuquino debió presentar un débil grado de restricción y aislamiento debido a la presencia de islas del arco volcánico en desarrollo. El Miembro Pilmatué conforma una secuencia de segundo orden, caracterizada por dos grandes sistemas de acomodación, uno de carácter retrogradacional-agradacional (SI) y otro de tipo progradacional (SS). En el primero, se reconocieron tres ciclos internos desarrollados durante el Valanginiano Tardío, limitados por superficies transgresivas y conformados también por sistemas retrogradacionales-agradacionales y progradacionales; las facies carbonáticas se desarrollan durante sistemas de acomodación retrogradacionales-agradacionales, en los cuales el aporte silicoclástico se encuentra reducido; en tanto, los progradacionales están caracterizados por el incremento de los componentes silicoclásticos. Asimismo, una cuarta superficie transgresiva ubicada en el sistema de acomodación progradacional que caracteriza a la SS del Miembro Pilmatué, se ha registrado sobre la base de disminución del tamaño de grano y el incremento en el contenido de carbonatos. Esta superficie constituye la base de una última secuencia interna de menor jerarquía que es asignada al Hauteriviano Temprano. Finalmente, en el Miembro Pilmatué de la Formación Agrio los sectores más propensos a acumular y preservar materia orgánica son aquellos asociados a depósitos ricos en componentes calcáreos, que se encuentran esencialmente en la SI y a su vez, en la base y el tope de ella, siendo éstos los niveles con mayor potencial para la exploración de recursos no convencionales de gas y petróleo.