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Análisis tectonoestratigráfico de cuencas sedimentarias, una línea de
investigación poco explorada
C. C. Mendoza-Rosales
División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra
Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, UNAM
E. Centeno-García
Departamento de Geoquímica
Instituto de Geología, UNAM
RESUMEN: El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas Sedimentarias es una línea de investigación poco
desarrollada en el país; está basada en la aplicación de técnicas de análisis sedimentológico, de estratigrafía de
secuencias y de procedencia de sedimentos, así como de bioestratigrafía y estratigrafía de eventos, así como el
análisis de hundimientos y levantamientos tectónicos. Requiere por su importancia económica y científica de un
impulso especial a través de la incorporación de especialistas en sedimentología, estratigrafía de secuencias y
geoquímica de rocas sedimentarias. Con estos estudios se tendrá un conocimiento sistemático y detallado de la
evolución de la corteza y del manto, tanto en las zonas de márgenes continentales como en el interior de los
cratones. Con lo cual se contribuirá al conocimiento integral de la Geología de México y a la resolución de sus
problemas con un enfoque crítico que incorpore nuevas metodologías de estudio y novedades tecnológicas.
1. 1. INTRODUCCIÓN
El registro estratigráfico esta conformado en gran medida por rocas sedimentarias, las cuales son
tradicionalmente producto de procesos de intemperismo y erosión, dentro de un modelo sedimentológico
específico. Esta concepción ha llevado a los especialistas a proponer modelos simplistas que no permiten
explicar en forma cabal y completa todas las variables involucradas en el proceso de sedimentación de una
cuenca: procesos físicos como olas y corrientes de agua, flujos de gravedad, cambios en el nivel del mar y
tectonismo; procesos biológicos como precipitación bioquímica, bioturbación y fotosíntesis; procesos químicos
como solución y precipitación; y otros factores como la química y profundidad del agua, el aporte de sedimento,
el clima y la topografía; no son tomados por lo general en cuenta en su conjunto. Es por eso que para realizar una
interpretación adecuada de los cuerpos sedimentarios debemos utilizar todas las características y propiedades de
los mismos, analizando sus variaciones tanto verticales como horizontales; tomando como premisa que los
depósitos sedimentarios se comportan como variables continuas en espacio y tiempo, por lo que no podemos
acotarlas como si tratáramos con variables finitas en sistemas cerrados. Este conocimiento nos permitirá
comprender los procesos y orígenes de los ambientes en que un sedimento se puede depositar, conociendo los
“microambientes” del mismo; de modo que podamos hacer reconstrucciones razonables acerca de los Sistemas
de Depósito de una secuencia.
Los estudios estratigráficos además de que permiten reconstruir la historia geológica de la Tierra, son
utilizados para definir la distribución y geometría de materias primas que necesita la sociedad. A la estratigrafía
atañe el estudio de las sucesiones rocosas, cuya clasificación facilita el entendimiento de la secuencia y
geometría de los cuerpos de roca y los eventos geológicos que los originaron.
Los viejos conceptos de cuencas sedimentarias, junto al poco entendimiento de los ambientes depositacionales
y de las relaciones de facies permitió que las unidades estratigráficas iniciales fueran establecidas sin un
entendimiento coherente de sus orígenes. De esta manera la correlación y la terminología estratigráfica se han
hecho interminables. Así, la literatura geológica en México esta abarrotada con gran cantidad de nombres
estratigráficos que pretenden describir secuencias locales. Una de las grandes necesidades del país tiene que ver
con la revisión de las unidades estratigráficas, ya que en algunas cuencas sedimentarias se presentan problemas
estratigráficos graves que no permiten reconocer su evolución geológica y por ende sus recursos potenciales.
2. 2. METODOLOGÍA
Se denomina Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas, al estudio integral de las cuencas sedimentarias como
entidades geodinámicas; El análisis requiere de una gran cantidad de datos de muy diversa naturaleza, para poder
realizar una interpretación adecuada y completa del origen y evolución de una cuenca. Utiliza diferentes técnicas
y metodologías para el análisis de todas las variables involucradas en la formación de la misma: análisis de
facies, métodos geofísicos, análisis de paleocorrientes, estratigrafía de secuencias, estratigrafía sísmica, análisis
sedimentológico, geoquímica, estudios de procedencia, historia de su subsidencia y evolución térmica, la
identificación de estructuras asociadas a su evolución y de el régimen de esfuerzos, procesos y ambientes
tectónicos y la mecánica de la litosfera, pero sin dejar de lado los métodos geológicos tradicionales de
observación, descripción y síntesis.
La característica principal del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas es que permite introducir métodos
cuantitativos al estudio de las rocas sedimentarias, ya que se basa en el modelado numérico de los datos
obtenidos a partir de la observación directa en el campo o de la información de pozos y líneas sísmicas. Para este
modelado existe una gran cantidad de investigación realizada en diferentes países desde hace más de 30 años,
información que se encuentra disponible en artículos, libros de texto y software desarrollado por compañías
relacionadas con la industria petrolera.
Las bases del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas han sido establecidas formalmente en la última
década (Miall, 2000). En los últimos años ha habido un especial avance en la investigación enfocada a describir
y cuantificar los procesos físicos responsables del desarrollo de cuencas sedimentarias y como operan estos
procesos a diferentes escalas temporales y espaciales; el establecimiento de Modelos de Facies se ha enriquecido
a partir del Análisis de Facies en forma conjunta con el análisis de ambientes de depósito actuales. El
surgimiento de la Estratigrafía de Secuencias para reforzar las interpretaciones litoestratigráficas y
bioestratigráficas tradicionales, así como la modificación de los conceptos geológicos tradicionales por
cartografiar, al introducir la elaboración de mapas de facies y de unidades aloestratigráficas. La aparición de
nuevas tecnologías para el modelado tridimensional de una cuenca, a partir de la compilación de una gran
cantidad de información y el uso de imágenes de satélite, que incluso permiten mostrar animaciones acerca de
cómo evolucionó la cuenca en el tiempo.
Uno de los elementos más importantes por considerar en este tipo de estudios, es su carácter
multidisciplinario. El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas se ha desarrollado a través de la colaboración de
especialistas en una gran variedad de disciplinas, entre ellos geofísicos, geólogos estructurales, sedimentólogos,
estratígrafos, tectónicos y geoquímicas; por lo cual es importante establecer grupos de trabajo con especialistas
en cada una de las áreas de conocimiento antes mencionadas, lo cual nos permitirá avanzar en forma integral en
el conocimiento del origen y evolución de una cuenca, así como en el tipo de recursos naturales que en un
momento dado podrían encontrarse en la misma y así aprovechar todo su potencial.
A continuación analizaremos algunas de las metodologías básicas para el Análisis de Cuencas.
3. 3. ANÁLISIS DE FACIES
Estratigráficamente, el término facies en sentido estricto ha sido empleado para referirse a la apariencia de un
cuerpo de roca, a la composición o naturaleza actual de un cuerpo de roca, al cuerpo de roca mismo identificado
por la apariencia de su composición, o al ambiente documentado por un cuerpo de roca. En sí, el concepto de
facies debe basarse en el aspecto físico de la roca pero definitivamente con una interpretación subsecuente del
sistema de depósito representado por las facies.
El análisis litoestratigráfico y el análisis de litofacies son dos aproximaciones contrastantes para el estudio de
las rocas sedimentarias; la primera corresponde con una aproximación descriptiva tradicional; la segunda está
basada en las descripciones detalladas de facies, la cual provee las bases para el estudio genético de sedimentos
usando los modelos de facies.
El análisis de litofacies y biofacies debe ser utilizado para apoyar los estudios estratigráficos, porque
comprendiendo el ambiente de depósito y la paleogeografía para un tiempo determinado en el que se formó una
unidad de roca, podremos realizar interpretaciones más completas y extrapolar la información para cambios
laterales en composición y espesor.
El análisis de facies se convierte en una herramienta invaluable en la elaboración de correlaciones y permite
establecer unidades litoestratigráficas formales más lógicas.
De este modo el análisis de facies y la litoestratigrafía son componentes esenciales para el estudio de
estratigrafía de secuencias, el cual es un método de análisis estratigráfico regional basado en la subdivisión de
sucesiones estratigráficas dentro de una unidad limitada por discordancias que son generadas por cambios
globales o regionales en el nivel relativo del mar.
Muchas de las técnicas de análisis de facies, se enfocan en las relaciones verticales prevalecientes entre facies,
reconocidas en la medición de sucesiones estratigráficas. Medir una sección estratigráfica consiste esencialmente
en convertir una aproximación unidimensional, en una interpretación tridimensional, esto se realiza a partir de
extensas y detalladas descripciones de campo, de análisis de núcleos y registros geofísicos de pozos, así como de
toda la información geofísica disponible. Idealmente se deben de medir secciones estratigráficas con poca
perturbación estructural.
Este concepto permite resaltar la geometría tridimensional de las Asociaciones de Facies. Es en este nivel en
el que se define que hay elementos que son comunes para todos los Sistemas de Depósito, tanto recientes como
antiguos, para cualquier ubicación geográfica.
Los Modelos de Facies constituyen un concepto relativamente nuevo en sedimentología; si continuamos el
análisis a partir del concepto de Asociación de facies, veremos que mientras este último es esencialmente
descriptivo, el concepto de Modelo de Facies proporciona una interpretación particular de esa asociación de
facies, con base en el ambiente de depósito, pero combinándolo con el estudio e incorporación de conceptos de
medios ambientes actuales.
Para Walker (1992) un Modelo de Facies debe satisfacer cuatro funciones: a) Debe actuar como norma para
propósitos de comparación. b) Debe actuar como estructura y guía para futuras observaciones. c) Debe actuar
como un mecanismo de predicción en situaciones geológicas nuevas y d) Debe actuar como una base para la
interpretación ambiental.
Por lo tanto, un modelo de facies constituye una poderosa herramienta en la interpretación de sedimentos
pobremente expuestos, ya que proporciona algunas pistas que buscar o algunas observaciones que resultan
críticas para el modelo. Es importante saber que los modelos de facies constituyen una herramienta dinámica,
que se retroalimenta de cada una de las asociaciones de facies estudiadas, mejorando y complementando el
modelo elegido, o en su caso replanteándolo y generando uno nuevo.
¿Qué necesita un Modelo de Facies para ser aceptado? Miall (2000) menciona que todo depende de cómo fue
construido el modelo, de si contiene bosquejos paleogeográficos, bloques diagramáticos y columnas tipo; de si
presentan detalles geomorfológicos (deltas, abanicos, etc.) procesos de transporte (turbiditas, flujos, modelos
eólicos, etc.) o algunos procesos orgánicos (por ejemplo arrecifes); algunos están gobernados por el clima y
otros por la tectónica; pero en muchos casos, estas variables no han sido estudiadas con detalle.
Es importante considerar que el estudio de los medios ambientes actuales no pueden ser aplicados en forma
lineal y como norma, porque en realidad no podemos saber a ciencia cierta, si la magnitud de los fenómenos
(clima, tectónica, vulcanismo, etc.) se desarrollaron en el pasado geológico de la Tierra, con igual, mayor o
menor intensidad; pero si constituyen una base para realizar interpretaciones ambientales.
La cartografía de cuencas consiste en la reconstrucción paleogeográfica y geométrica del relleno de la misma
a partir de una cantidad limitada de información. Los mapas geológicos tradicionales son insuficientes para
construir una interpretación precisa tridimensional de una cuenca de depósito con todos sus detalles
paleoambientales y paleogeográficos.
Los datos que se utilizan con mayor frecuencia para la cartografía de cuencas pueden agruparse en dos clases:
a) a) Datos de espesores de facies, tasas de sedimentación, información petrográfica; los cuales reflejan
las características ambientales y paleogeográficas pero no permiten interpretar patrones de distribución
hasta que se hayan medido numerosos puntos de control y sus resultados hayan sido configurados. Para
esto podemos realizar mapas de isopacas, de contornos estructurales y de litofacies, entre otros. La
elaboración conjunta de este tipo de mapas para intervalos de tiempo sucesivos es la herramienta básica
para el conocimiento y expresión gráfica de la evolución de una cuenca.
b) Un segundo grupo que corresponde con objetos o estructuras orientados que se encuentran dentro de las
rocas. Cada una de estas direcciones tiene un significado paleogeográfico, aunque se requiere la aplicación de
métodos estadísticos para obtener información local o regional significativa. El estudio de este tipo de datos es lo
que se conoce como análisis de paleocorrientes.
Por otro lado, dependiendo de la información disponible, se pueden utilizar métodos geofísicos y métodos
computacionales para el modelado tridimensional de cuencas sedimentarias. El uso de las técnicas de
teledetección (sensores remotos) comienza a utilizarse en forma experimental. Otro tipo de métodos que se
utilizan son los métodos de síntesis regional y el uso de secciones estratigráficas transversales para elaborar
correlaciones. Muchos de estos métodos se utilizan de manera simultánea y la selección de cuales utilizar
dependerá de los objetivos por alcanzar y de los datos disponibles.
4. 4. ESTRATIGRAFÍA DE SECUENCIAS
Peter Vail es considerado por todos como el padre de la estratigrafía de secuencias, concepto que desarrolla a
partir del análisis de perfiles sísmicos y de la observación en campo de las relaciones geométricas de las
secuencias sedimentarias. Constituye un método sintético desarrollado en los años 80’s por diferentes autores:
Haq, Van Wagoner, Posamentier, James, Allen, entre otros, pero es Mitchum (1977) quien la describe y define
con claridad los elementos que la componen, presentando las relaciones entre conjuntos de estratos
genéticamente asociados, intentado establecer un diagrama lo mas detallado posible. Para muchos geólogos, la
estratigrafía de secuencias representa la expresión en el registro estratigráfico de la historia de los cambios del
nivel del mar, especialmente aquellos asociados a factores eustáticos, que pueden permitir correlaciones
globales.
En un sentido más completo, la Estratigrafía de secuencias pretende la diferenciación en el relleno
sedimentario de una cuenca, de volúmenes de sedimentos separados por superficies reconocibles en el conjunto
de la cuenca y que pueden corresponder con eventos tectónicos, eustáticos, etc.
La Estratigrafía de secuencias puede estudiarse desde dos puntos de vista distintos pero complementarios: uno
analítico y otro sintético; el primero se refiere a la interpretación y modelado estratigráfico de los conjuntos de
facies, ya sea a partir de datos de subsuelo o de observaciones de campo, que permita reconocer diferentes ciclos
y sus límites. El concepto sintético se basa en el análisis de los diferentes cambios globales que ha sufrido la
Tierra a lo largo de su historia y que han quedado reflejados en las cuencas sedimentarias, para elaborar una
escala temporal de dichos cambios.
Se dice que la Estratigrafía de Secuencias es una rama de la estratigrafía que subdivide el registro
sedimentario a lo largo de las márgenes continentales y de las cuencas interiores en secuencias de depósito que
se correlacionan entre sí, limitadas por discordancias. Es utilizada para proporcionar una base cronoestratigráfica
para la cartografía y correlación de facies sedimentarias; así como también realizar predicciones estratigráficas.
La Estratigrafía de Secuencias utiliza conceptos de estratigrafía sísmica, bioestratigrafía, cronoestratigrafía y
sedimentología. Es importante resaltar que la litoestratigrafía queda excluida debido a que ésta correlaciona
litologías similares, mientras que la estratigrafía de secuencias correlaciona líneas de tiempo.
Vincent et al. (1998) consideran que el Modelo de Estratigrafía de Secuencias es producto de la conjunción de
cuatro modelos:
• • En su forma más simple, la Estratigrafía de Secuencias es una disciplina descriptiva, la cual utiliza
las discordancias y sus correlaciones, para agrupar las sucesiones sedimentarias en secuencias limitadas
por discordancias.
• • El conocimiento de la geometría completa de una secuencia, es utilizada para predecir la
distribución de los diferentes tipos de sedimento dentro de la misma cuenca. Este modelo es muy
esgrimido en la industria petrolera para la interpretación de secciones sísmicas.
• • En una segunda etapa, el desarrollo de una secuencia puede ser modelado matemáticamente en
términos de cambio en el nivel eustático y subsidencia o levantamiento tectónico, utilizando Modelos de
Acomodamiento.
• • Finalmente, el Modelo de Acomodamiento puede ser utilizado para generar curvas de nivel
eustático, a partir de curvas de cubrimiento original de líneas de costa. El objetivo final de este modelo
es generar un modelo global de cambios del nivel del mar.
Los dos primeros modelos, enfocan la Estratigrafía de Secuencias desde el punto de vista analítico,
interpretando y modelando la cuenca a partir del análisis de facies, ya sea que utilicemos datos de subsuelo
(registros sísmicos y/o de pozos) o datos de geología de campo (medición de columnas y cartografía de facies).
El objetivo básico de este análisis es el reconocimiento de unidades y sus límites, que marquen un cambio en las
condiciones genéticas de la cuenca en conjunto. A estas unidades se les conoce como unidades genéticas y
constituyen la base de todo el análisis. Este enfoque se contrapone de alguna manera al enfoque clásico de la
Estratigrafía en el cual, a partir del Principio de superposición, los estratos son depositados en forma vertical de
la base a la cima. Si lo vemos a gran escala, este se cumple; pero si realizamos el análisis del detalle, vemos que
el incremento en el conocimiento detallado de los procesos depositacionales que formaron una cuenca así como
la reconstrucción de su geometría y distribución, estos nos indican que la aplicación del Principio de
Superposición no puede realizarse en forma lineal, que la superposición estratigráfica es un proceso complejo
resultado de una inmensa diversidad de estilos de arquitectura estratigráfica.
Si consideramos los otros dos modelos, estamos analizando a la Estratigrafía de Secuencias desde un punto de
vista sintético, considerando que la Tierra ha sufrido a lo largo de su historia fenómenos globales que han
quedado grabados en el registro estratigráfico, y que podemos “leerlos” en el relleno de las cuencas
sedimentarias, no importando su posición geográfica o la distancia entre ellas.
Bajo este enfoque se pretende elaborar una escala temporal de los cambios globales que ha sufrido la Tierra,
los cuales complementen la escala cronoestratigráfica usual, en forma conjunta con los datos bioestratigráficos y
magnetoestratigráficos; los resultados obtenidos hasta el momento han sido aceptados solo por una parte de la
comunidad geológica, por lo que sigue abierta la discusión y aplicación del modelo.
Actualmente la sedimentología ha evolucionado como una ciencia que es capaz de explicar el origen de las
rocas sedimentarias a través de los estudios de facies y modelos de facies. De tal forma es posible interpretar y
predecir la composición, geometría, y orientación de las unidades estratigráficas, basados en un amplio rango de
estudios en ambientes modernos y unidades geológicas. Estos adelantos dieron lugar al método de los sistemas
depositacionales, este concepto abarca todos los ambientes y productos sedimentarios, y permite predecir la
sucesión estratigráfica de grandes conjuntos rocosos con base en interpretaciones paleoambientales y
reconstrucciones paleogeográficas. Esta técnica ahora parte de la Estratigrafía de Secuencias, considera a las
secuencias como paquetes de estratos correlacionables que registran cambios locales o regionales del nivel
relativo del mar.
Vincent et al. (1998) definen a la Estratigrafía de Secuencias como sucesiones sedimentarias que pueden ser
divididas en unidades limitadas por discordancias (secuencias), las cuales se formaron durante un ciclo de
cambio del nivel del mar. Mitchum y Van Wagoner (1991) definen un ciclo como un periodo de tiempo durante
el cual el nivel del mar pasó de una posición elevada (highstand) a una posición baja (lowstand) y regreso a la
posición inicial (highstand). Myers y Milton (1996) especifican que el término discordancia se debe aplicar a
“superficies que separan estratos jóvenes de antiguos a lo largo de la cual es evidente un truncamiento o, erosión
subaérea o submarina".
La Estratigrafía de Secuencias debe de utilizarse como una herramienta de análisis, más que como un modelo.
Constituye una herramienta muy poderosa si se sabe aplicar, para realizar correlaciones y análisis
paleoambientales, así como en el estudio del análisis tectónico y sus efectos en la sedimentación de una cuenca.
El estudio de las secuencias clásticas no marinas se encuentra en la frontera del conocimiento siendo un
campo de aplicación para la Estratigrafía de Secuencias en la que queda todavía mucho por hacer.
5. 5. OTRAS MÉTODOLOGÍAS EN EL ANÁLISIS DE CUENCAS
La tectónica constituye el factor principal en la creación y destrucción de cuencas (Myers y Milton, 1996), sin la
subsidencia tectónica no habría cuencas sedimentarias. La tectónica y el eustatismo controlan la cantidad de
espacio disponible para la acumulación de sedimentos (espacio de acomodamiento), mientras que la tectónica,
eustatismo y clima interactúan para controlar el abastecimiento de sedimento y la forma en que es ocupado el
espacio de acomodamiento.
La geometría o arquitectura de un paquete depositacional o secuencia estratigráfica depende de la
interrelación de tres procesos: La tasa de suministro de sedimento (clástico) o la generación de sedimento
(químico); la tasa de subsidencia de la cuenca y la tasa de cambios del nivel eustático.
En el análisis de una cuenca, el estudio de los sedimentos clásticos puede proporcionar mucha información
para su correcta interpretación. La composición de una roca detrítica depende de varios factores, de la
composición geológica de la fuente de la que proceden los sedimentos, del clima y del relieve tanto de la fuente
original, como del área a través de la que fue transportado y finalmente del área de depósito; los patrones de
dispersión y mezcla de los detritos, los procesos mecánicos y químicos sufridos durante el transporte y los
cambios diagenéticos realizados durante el sepultamiento. Este tipo de análisis permite establecer algunos
parámetros para caracterizar los ambientes tectónicos en los que se formaron esas rocas detríticas. A partir de
esta identificación pueden elaborarse mapas que muestren las variables estudiadas (composición, tamaño,
redondez, etc.) para establecer patrones de distribución
El análisis de paleocorrientes es una técnica que proporciona información acerca de la dirección local o
regional de la pendiente del terreno, la dirección de la que proceden los sedimentos; la geometría y orientación
de las unidades litológicas y finalmente el ambiente de depósito. El análisis de paleocorrientes se realiza
básicamente con información de afloramientos. Entre los indicadores de paleocorrientes más utilizados se
encuentran: rizaduras y estratificación cruzada, canales y marcas de excavación, clastos imbricados, marcas de
base, fósiles orientados y slumps. Las direcciones de estos son medidas en los afloramientos de manera
sistemática para posteriormente analizarlos utilizando algún programa de cómputo.
El uso de la tecnología de sensores remotos en geología ha repuntado en los últimos años, es importante
recalcar que esta tecnología es una herramienta que apoya al análisis de cuencas, y que los resultados obtenidos
dependen, como todas las metodologías mencionadas, del objetivo particular de cada análisis y de la información
disponible. Actualmente el uso del término Sensores Remotos se ha generalizado para la cartografía producto del
análisis de imágenes de satélite. Se están desarrollando numerosas herramientas para el análisis de los registros
digitales de los diferentes satélites. En el área de Geología y específicamente en el Análisis de Cuencas, su
mayor utilidad reside en el hecho de que podemos valorar regiones que por cuestiones de acceso, económicas o
políticas no podemos visitar.
Las técnicas y criterios interpretativos utilizados no difieren sustancialmente de aquellos utilizados en la
fotointerpretación tradicional de fotografías aéreas; método que es comúnmente aceptado por la comunidad
geológica y que también es considerada una técnica de percepción remota. Para fines de fotointerpretación
geológica, el despliegue de imágenes de satélite en perspectiva, nos puede ayudar a inferir las relaciones
geométricas que guardan diferentes elementos arquitectónicos, así como a discriminar la litología con ayuda de
las características multiespectrales de las imágenes de satélite. La utilización de imágenes de satélite es una
herramienta más a nuestra disposición que ayudan a realizar las tareas de exploración geológica de una manera
más económica y eficiente al mostrar localidades clave para resolver problemas estratigráficos o medir secciones
estratigráficas o estructurales.
En la actualidad es posible elaborar mapas geológicos utilizando programas de cómputo a partir de datos
obtenidos principalmente de registros geofísicos de pozos y secciones sísmicas. Estos programas de cómputo
han sido desarrollados para el análisis de cuencas especialmente por las compañías de Exploración Petrolera. La
elaboración de síntesis paleogeográficas es una habilidad que debe ser desarrollada por todos aquellos que se
dedican al análisis de cuencas. Es la mejor manera de presentar los resultados del análisis de una cuenca en
forma condensada. En ellos se muestra la reconstrucción de la geografía física de un lugar determinado en un
momento concreto del pasado geológico.
6. 6. INSTITUCIONES EN MÉXICO QUE REALIZAN INVESTIGACIÓN EN ANÁLISIS DE CUENCAS
SEDIMENTARIAS
Considerando la diversidad de campos de investigación que son necesarios para estudiar integralmente una
cuenca sedimentaria, es evidente que no hay en la actualidad un centro de investigación con un grupo de
investigadores que desarrolle esta línea de investigación y debemos de reconocer que tampoco existen grupos de
investigación interinstitucionales. Esto trae como consecuencia que en el país no se esté realizando investigación
básica en esta área del conocimiento geológico, ni se esté ofreciendo la opción a estudiantes de licenciatura y
posgrado, de capacitarse en estas metodologías, a pesar de que ya existe la necesidad urgente de formar cuadros
que no solo apliquen esta metodología al modelado de cuencas con hidrocarburos, sino también al estudio de
cuencas geohidrológicas, que incluyan la cuantificación de reservas de agua y contaminación de acuíferos, así
como el modelado de la distribución de ciertos yacimientos minerales, además de su aplicación para resolver
problemas científicos.
En México la mayoría de los proyectos relacionados al Análisis de Cuencas sedimentarias han sido
desarrollados por PEMEX o el Instituto Mexicano del Petróleo. Entre las instituciones del país que desarrollan
de alguna forma el Análisis de Cuencas tenemos en primer lugar al Instituto de Geología de la UNAM, incluida
la Estación Regional del Noroeste, enfocados principalmente al Análisis de Facies, Análisis de Procedencia y
paleocorrientes; al igual que la Escuela Regional de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Guerrero. A nivel
educativo la Facultad de Ingeniería de la UNAM está impartiendo la Especialidad en Estratigrafía con un
enfoque de aplicación eminentemente práctica, diseñada para capacitar al personal de PEMEX en la
determinación de las estructuras del subsuelo propicias para la exploración, evaluación y producción de
hidrocarburos con base en la estratigrafía sísmica y estratigrafía de secuencias.
7. 7. CONCLUSIONES
Dentro de esta nueva visión de análisis estratigráfico sigue siendo fundamental la recopilación de información
directamente en el campo para caracterizar y elaborar la cartografía de dichas secuencias bajo un enfoque
integral de diversas disciplinas (Geología Estructural, Geomorfología, Sedimentología, Estratigrafía, Petrología,
Paleontología, Tectónica) sobre todo en lugares donde los problemas de interpretación y vacíos de información
persisten porque no se han realizado estudios sistemáticos detallados.
Por lo anterior, consideramos que el estudio del origen y evolución de las cuencas sedimentarias de México, a
partir de observaciones integrales sobre su entorno tectónico, petrológico y estratigráfico, es fundamental en la
valoración de los recursos económicos del país, tanto petroleros, como minerales e hídricos.
El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas constituye una aproximación alternativa a la resolución de
algunos paradigmas de la Estratigrafía Clásica; le ha dado un giro a la forma de interpretar el registro
estratigráfico. La Estratigrafía de Secuencias se desarrolla a partir de la Estratigrafía sísmica, en el seno de la
Exploración de Hidrocarburos, entorno en el que se desarrollan modelos más o menos bien definidos para
explicar la geometría y sedimentación de las cuencas marinas, principalmente de siliciclastos. Es hasta la década
pasada, que comienza a aplicarse la Estratigrafía de Secuencias en las secuencias carbonatadas y evaporíticas,
con bastante éxito en algunos casos.
El Análisis Tectonoestratigráfico visualiza al relleno de una cuenca como un Sistema Dinámico, en el que
interactúan una gran cantidad de factores. Este puede aplicarse en muy diversas escalas y ambientes tectónicos,
tanto para afloramientos como para subsuelo, con las limitaciones derivadas de la fuente de información,
principalmente por la escala de aplicación.
La mayor virtud del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas, es su capacidad para explicar los patrones de
depósito de una cuenca considerando en forma simultánea factores como la subsidencia, el cambio del nivel del
mar y el abasto de sedimento; y todos ellos dentro de un mismo concepto cronoestratigráfico. Esto proporciona
nuevos elementos a la sedimentología para el análisis e interpretación de facies.
REFERENCIAS
Miall, A. D., 2000. Principles of Sedimentary Basins Analysis. Springer-Verlag New York. 668 p.
Mitchum R.M. Jr., P.R. Vail and S. Thompson III. 1977. Seismic stratigraphy and Global changes of sea level, part 2: The
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Myers, K.J. and N.J. Milton, 1996. Concepts and Principles of Sequence Stratigraphic. in Sequence Stratigraphy. Edited by
Dominic Emery and Keith Myers. Blackwell Science, Oxford. p. 11-41.
Posamentier, H.W., Jervey, M.T. and Vail, P.R., 1988. Eustatic controls on clastic deposition I- Conceptual framework, in
Wilgus, C.K. Hastings, B.S., Kendall, C.G. St. C., Posamentier, H.W., Ross, C.A. and Van Wagoner, J.C. eds. Sea
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Publication 42, p. 109-124.
Vail, P. R., 1987, Seismic stratigraphy interpretation procedure, in Bally, A.W. (ed.), Atlas of seismic stratigraphy: AAPG
Studies in Geology No. 27, Vol. 1, p. 1-10.
Vincent, S.J., Macdonald D.I.M., and Gutteridge, P., 1998. Sequence Stratigraphy, in Doyle, P., and Bennett, M.R., eds.,
Unlocking the stratigraphic record: advances in modern stratigraphy: John Wiley and Sons, Chichester, p. 299-
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Walker, Roger G. and James, Noel P. 1992. Facies Models: response to sea level change. Geological Association of
Canada. Fourth printing (1998). Canada. 454 p

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Análisis tectonoestratigráfico de cuencas sedimentarias

  • 1. Análisis tectonoestratigráfico de cuencas sedimentarias, una línea de investigación poco explorada C. C. Mendoza-Rosales División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra Departamento de Geología, Facultad de Ingeniería, UNAM E. Centeno-García Departamento de Geoquímica Instituto de Geología, UNAM RESUMEN: El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas Sedimentarias es una línea de investigación poco desarrollada en el país; está basada en la aplicación de técnicas de análisis sedimentológico, de estratigrafía de secuencias y de procedencia de sedimentos, así como de bioestratigrafía y estratigrafía de eventos, así como el análisis de hundimientos y levantamientos tectónicos. Requiere por su importancia económica y científica de un impulso especial a través de la incorporación de especialistas en sedimentología, estratigrafía de secuencias y geoquímica de rocas sedimentarias. Con estos estudios se tendrá un conocimiento sistemático y detallado de la evolución de la corteza y del manto, tanto en las zonas de márgenes continentales como en el interior de los cratones. Con lo cual se contribuirá al conocimiento integral de la Geología de México y a la resolución de sus problemas con un enfoque crítico que incorpore nuevas metodologías de estudio y novedades tecnológicas. 1. 1. INTRODUCCIÓN El registro estratigráfico esta conformado en gran medida por rocas sedimentarias, las cuales son tradicionalmente producto de procesos de intemperismo y erosión, dentro de un modelo sedimentológico específico. Esta concepción ha llevado a los especialistas a proponer modelos simplistas que no permiten explicar en forma cabal y completa todas las variables involucradas en el proceso de sedimentación de una cuenca: procesos físicos como olas y corrientes de agua, flujos de gravedad, cambios en el nivel del mar y tectonismo; procesos biológicos como precipitación bioquímica, bioturbación y fotosíntesis; procesos químicos como solución y precipitación; y otros factores como la química y profundidad del agua, el aporte de sedimento, el clima y la topografía; no son tomados por lo general en cuenta en su conjunto. Es por eso que para realizar una interpretación adecuada de los cuerpos sedimentarios debemos utilizar todas las características y propiedades de los mismos, analizando sus variaciones tanto verticales como horizontales; tomando como premisa que los depósitos sedimentarios se comportan como variables continuas en espacio y tiempo, por lo que no podemos acotarlas como si tratáramos con variables finitas en sistemas cerrados. Este conocimiento nos permitirá comprender los procesos y orígenes de los ambientes en que un sedimento se puede depositar, conociendo los “microambientes” del mismo; de modo que podamos hacer reconstrucciones razonables acerca de los Sistemas de Depósito de una secuencia. Los estudios estratigráficos además de que permiten reconstruir la historia geológica de la Tierra, son utilizados para definir la distribución y geometría de materias primas que necesita la sociedad. A la estratigrafía atañe el estudio de las sucesiones rocosas, cuya clasificación facilita el entendimiento de la secuencia y geometría de los cuerpos de roca y los eventos geológicos que los originaron. Los viejos conceptos de cuencas sedimentarias, junto al poco entendimiento de los ambientes depositacionales y de las relaciones de facies permitió que las unidades estratigráficas iniciales fueran establecidas sin un entendimiento coherente de sus orígenes. De esta manera la correlación y la terminología estratigráfica se han hecho interminables. Así, la literatura geológica en México esta abarrotada con gran cantidad de nombres estratigráficos que pretenden describir secuencias locales. Una de las grandes necesidades del país tiene que ver con la revisión de las unidades estratigráficas, ya que en algunas cuencas sedimentarias se presentan problemas estratigráficos graves que no permiten reconocer su evolución geológica y por ende sus recursos potenciales.
  • 2. 2. 2. METODOLOGÍA Se denomina Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas, al estudio integral de las cuencas sedimentarias como entidades geodinámicas; El análisis requiere de una gran cantidad de datos de muy diversa naturaleza, para poder realizar una interpretación adecuada y completa del origen y evolución de una cuenca. Utiliza diferentes técnicas y metodologías para el análisis de todas las variables involucradas en la formación de la misma: análisis de facies, métodos geofísicos, análisis de paleocorrientes, estratigrafía de secuencias, estratigrafía sísmica, análisis sedimentológico, geoquímica, estudios de procedencia, historia de su subsidencia y evolución térmica, la identificación de estructuras asociadas a su evolución y de el régimen de esfuerzos, procesos y ambientes tectónicos y la mecánica de la litosfera, pero sin dejar de lado los métodos geológicos tradicionales de observación, descripción y síntesis. La característica principal del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas es que permite introducir métodos cuantitativos al estudio de las rocas sedimentarias, ya que se basa en el modelado numérico de los datos obtenidos a partir de la observación directa en el campo o de la información de pozos y líneas sísmicas. Para este modelado existe una gran cantidad de investigación realizada en diferentes países desde hace más de 30 años, información que se encuentra disponible en artículos, libros de texto y software desarrollado por compañías relacionadas con la industria petrolera. Las bases del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas han sido establecidas formalmente en la última década (Miall, 2000). En los últimos años ha habido un especial avance en la investigación enfocada a describir y cuantificar los procesos físicos responsables del desarrollo de cuencas sedimentarias y como operan estos procesos a diferentes escalas temporales y espaciales; el establecimiento de Modelos de Facies se ha enriquecido a partir del Análisis de Facies en forma conjunta con el análisis de ambientes de depósito actuales. El surgimiento de la Estratigrafía de Secuencias para reforzar las interpretaciones litoestratigráficas y bioestratigráficas tradicionales, así como la modificación de los conceptos geológicos tradicionales por cartografiar, al introducir la elaboración de mapas de facies y de unidades aloestratigráficas. La aparición de nuevas tecnologías para el modelado tridimensional de una cuenca, a partir de la compilación de una gran cantidad de información y el uso de imágenes de satélite, que incluso permiten mostrar animaciones acerca de cómo evolucionó la cuenca en el tiempo. Uno de los elementos más importantes por considerar en este tipo de estudios, es su carácter multidisciplinario. El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas se ha desarrollado a través de la colaboración de especialistas en una gran variedad de disciplinas, entre ellos geofísicos, geólogos estructurales, sedimentólogos, estratígrafos, tectónicos y geoquímicas; por lo cual es importante establecer grupos de trabajo con especialistas en cada una de las áreas de conocimiento antes mencionadas, lo cual nos permitirá avanzar en forma integral en el conocimiento del origen y evolución de una cuenca, así como en el tipo de recursos naturales que en un momento dado podrían encontrarse en la misma y así aprovechar todo su potencial. A continuación analizaremos algunas de las metodologías básicas para el Análisis de Cuencas. 3. 3. ANÁLISIS DE FACIES Estratigráficamente, el término facies en sentido estricto ha sido empleado para referirse a la apariencia de un cuerpo de roca, a la composición o naturaleza actual de un cuerpo de roca, al cuerpo de roca mismo identificado por la apariencia de su composición, o al ambiente documentado por un cuerpo de roca. En sí, el concepto de facies debe basarse en el aspecto físico de la roca pero definitivamente con una interpretación subsecuente del sistema de depósito representado por las facies. El análisis litoestratigráfico y el análisis de litofacies son dos aproximaciones contrastantes para el estudio de las rocas sedimentarias; la primera corresponde con una aproximación descriptiva tradicional; la segunda está basada en las descripciones detalladas de facies, la cual provee las bases para el estudio genético de sedimentos usando los modelos de facies. El análisis de litofacies y biofacies debe ser utilizado para apoyar los estudios estratigráficos, porque comprendiendo el ambiente de depósito y la paleogeografía para un tiempo determinado en el que se formó una unidad de roca, podremos realizar interpretaciones más completas y extrapolar la información para cambios laterales en composición y espesor.
  • 3. El análisis de facies se convierte en una herramienta invaluable en la elaboración de correlaciones y permite establecer unidades litoestratigráficas formales más lógicas. De este modo el análisis de facies y la litoestratigrafía son componentes esenciales para el estudio de estratigrafía de secuencias, el cual es un método de análisis estratigráfico regional basado en la subdivisión de sucesiones estratigráficas dentro de una unidad limitada por discordancias que son generadas por cambios globales o regionales en el nivel relativo del mar. Muchas de las técnicas de análisis de facies, se enfocan en las relaciones verticales prevalecientes entre facies, reconocidas en la medición de sucesiones estratigráficas. Medir una sección estratigráfica consiste esencialmente en convertir una aproximación unidimensional, en una interpretación tridimensional, esto se realiza a partir de extensas y detalladas descripciones de campo, de análisis de núcleos y registros geofísicos de pozos, así como de toda la información geofísica disponible. Idealmente se deben de medir secciones estratigráficas con poca perturbación estructural. Este concepto permite resaltar la geometría tridimensional de las Asociaciones de Facies. Es en este nivel en el que se define que hay elementos que son comunes para todos los Sistemas de Depósito, tanto recientes como antiguos, para cualquier ubicación geográfica. Los Modelos de Facies constituyen un concepto relativamente nuevo en sedimentología; si continuamos el análisis a partir del concepto de Asociación de facies, veremos que mientras este último es esencialmente descriptivo, el concepto de Modelo de Facies proporciona una interpretación particular de esa asociación de facies, con base en el ambiente de depósito, pero combinándolo con el estudio e incorporación de conceptos de medios ambientes actuales. Para Walker (1992) un Modelo de Facies debe satisfacer cuatro funciones: a) Debe actuar como norma para propósitos de comparación. b) Debe actuar como estructura y guía para futuras observaciones. c) Debe actuar como un mecanismo de predicción en situaciones geológicas nuevas y d) Debe actuar como una base para la interpretación ambiental. Por lo tanto, un modelo de facies constituye una poderosa herramienta en la interpretación de sedimentos pobremente expuestos, ya que proporciona algunas pistas que buscar o algunas observaciones que resultan críticas para el modelo. Es importante saber que los modelos de facies constituyen una herramienta dinámica, que se retroalimenta de cada una de las asociaciones de facies estudiadas, mejorando y complementando el modelo elegido, o en su caso replanteándolo y generando uno nuevo. ¿Qué necesita un Modelo de Facies para ser aceptado? Miall (2000) menciona que todo depende de cómo fue construido el modelo, de si contiene bosquejos paleogeográficos, bloques diagramáticos y columnas tipo; de si presentan detalles geomorfológicos (deltas, abanicos, etc.) procesos de transporte (turbiditas, flujos, modelos eólicos, etc.) o algunos procesos orgánicos (por ejemplo arrecifes); algunos están gobernados por el clima y otros por la tectónica; pero en muchos casos, estas variables no han sido estudiadas con detalle. Es importante considerar que el estudio de los medios ambientes actuales no pueden ser aplicados en forma lineal y como norma, porque en realidad no podemos saber a ciencia cierta, si la magnitud de los fenómenos (clima, tectónica, vulcanismo, etc.) se desarrollaron en el pasado geológico de la Tierra, con igual, mayor o menor intensidad; pero si constituyen una base para realizar interpretaciones ambientales. La cartografía de cuencas consiste en la reconstrucción paleogeográfica y geométrica del relleno de la misma a partir de una cantidad limitada de información. Los mapas geológicos tradicionales son insuficientes para construir una interpretación precisa tridimensional de una cuenca de depósito con todos sus detalles paleoambientales y paleogeográficos. Los datos que se utilizan con mayor frecuencia para la cartografía de cuencas pueden agruparse en dos clases: a) a) Datos de espesores de facies, tasas de sedimentación, información petrográfica; los cuales reflejan las características ambientales y paleogeográficas pero no permiten interpretar patrones de distribución hasta que se hayan medido numerosos puntos de control y sus resultados hayan sido configurados. Para esto podemos realizar mapas de isopacas, de contornos estructurales y de litofacies, entre otros. La elaboración conjunta de este tipo de mapas para intervalos de tiempo sucesivos es la herramienta básica para el conocimiento y expresión gráfica de la evolución de una cuenca. b) Un segundo grupo que corresponde con objetos o estructuras orientados que se encuentran dentro de las rocas. Cada una de estas direcciones tiene un significado paleogeográfico, aunque se requiere la aplicación de métodos estadísticos para obtener información local o regional significativa. El estudio de este tipo de datos es lo que se conoce como análisis de paleocorrientes.
  • 4. Por otro lado, dependiendo de la información disponible, se pueden utilizar métodos geofísicos y métodos computacionales para el modelado tridimensional de cuencas sedimentarias. El uso de las técnicas de teledetección (sensores remotos) comienza a utilizarse en forma experimental. Otro tipo de métodos que se utilizan son los métodos de síntesis regional y el uso de secciones estratigráficas transversales para elaborar correlaciones. Muchos de estos métodos se utilizan de manera simultánea y la selección de cuales utilizar dependerá de los objetivos por alcanzar y de los datos disponibles. 4. 4. ESTRATIGRAFÍA DE SECUENCIAS Peter Vail es considerado por todos como el padre de la estratigrafía de secuencias, concepto que desarrolla a partir del análisis de perfiles sísmicos y de la observación en campo de las relaciones geométricas de las secuencias sedimentarias. Constituye un método sintético desarrollado en los años 80’s por diferentes autores: Haq, Van Wagoner, Posamentier, James, Allen, entre otros, pero es Mitchum (1977) quien la describe y define con claridad los elementos que la componen, presentando las relaciones entre conjuntos de estratos genéticamente asociados, intentado establecer un diagrama lo mas detallado posible. Para muchos geólogos, la estratigrafía de secuencias representa la expresión en el registro estratigráfico de la historia de los cambios del nivel del mar, especialmente aquellos asociados a factores eustáticos, que pueden permitir correlaciones globales. En un sentido más completo, la Estratigrafía de secuencias pretende la diferenciación en el relleno sedimentario de una cuenca, de volúmenes de sedimentos separados por superficies reconocibles en el conjunto de la cuenca y que pueden corresponder con eventos tectónicos, eustáticos, etc. La Estratigrafía de secuencias puede estudiarse desde dos puntos de vista distintos pero complementarios: uno analítico y otro sintético; el primero se refiere a la interpretación y modelado estratigráfico de los conjuntos de facies, ya sea a partir de datos de subsuelo o de observaciones de campo, que permita reconocer diferentes ciclos y sus límites. El concepto sintético se basa en el análisis de los diferentes cambios globales que ha sufrido la Tierra a lo largo de su historia y que han quedado reflejados en las cuencas sedimentarias, para elaborar una escala temporal de dichos cambios. Se dice que la Estratigrafía de Secuencias es una rama de la estratigrafía que subdivide el registro sedimentario a lo largo de las márgenes continentales y de las cuencas interiores en secuencias de depósito que se correlacionan entre sí, limitadas por discordancias. Es utilizada para proporcionar una base cronoestratigráfica para la cartografía y correlación de facies sedimentarias; así como también realizar predicciones estratigráficas. La Estratigrafía de Secuencias utiliza conceptos de estratigrafía sísmica, bioestratigrafía, cronoestratigrafía y sedimentología. Es importante resaltar que la litoestratigrafía queda excluida debido a que ésta correlaciona litologías similares, mientras que la estratigrafía de secuencias correlaciona líneas de tiempo. Vincent et al. (1998) consideran que el Modelo de Estratigrafía de Secuencias es producto de la conjunción de cuatro modelos: • • En su forma más simple, la Estratigrafía de Secuencias es una disciplina descriptiva, la cual utiliza las discordancias y sus correlaciones, para agrupar las sucesiones sedimentarias en secuencias limitadas por discordancias. • • El conocimiento de la geometría completa de una secuencia, es utilizada para predecir la distribución de los diferentes tipos de sedimento dentro de la misma cuenca. Este modelo es muy esgrimido en la industria petrolera para la interpretación de secciones sísmicas. • • En una segunda etapa, el desarrollo de una secuencia puede ser modelado matemáticamente en términos de cambio en el nivel eustático y subsidencia o levantamiento tectónico, utilizando Modelos de Acomodamiento. • • Finalmente, el Modelo de Acomodamiento puede ser utilizado para generar curvas de nivel eustático, a partir de curvas de cubrimiento original de líneas de costa. El objetivo final de este modelo es generar un modelo global de cambios del nivel del mar. Los dos primeros modelos, enfocan la Estratigrafía de Secuencias desde el punto de vista analítico, interpretando y modelando la cuenca a partir del análisis de facies, ya sea que utilicemos datos de subsuelo (registros sísmicos y/o de pozos) o datos de geología de campo (medición de columnas y cartografía de facies).
  • 5. El objetivo básico de este análisis es el reconocimiento de unidades y sus límites, que marquen un cambio en las condiciones genéticas de la cuenca en conjunto. A estas unidades se les conoce como unidades genéticas y constituyen la base de todo el análisis. Este enfoque se contrapone de alguna manera al enfoque clásico de la Estratigrafía en el cual, a partir del Principio de superposición, los estratos son depositados en forma vertical de la base a la cima. Si lo vemos a gran escala, este se cumple; pero si realizamos el análisis del detalle, vemos que el incremento en el conocimiento detallado de los procesos depositacionales que formaron una cuenca así como la reconstrucción de su geometría y distribución, estos nos indican que la aplicación del Principio de Superposición no puede realizarse en forma lineal, que la superposición estratigráfica es un proceso complejo resultado de una inmensa diversidad de estilos de arquitectura estratigráfica. Si consideramos los otros dos modelos, estamos analizando a la Estratigrafía de Secuencias desde un punto de vista sintético, considerando que la Tierra ha sufrido a lo largo de su historia fenómenos globales que han quedado grabados en el registro estratigráfico, y que podemos “leerlos” en el relleno de las cuencas sedimentarias, no importando su posición geográfica o la distancia entre ellas. Bajo este enfoque se pretende elaborar una escala temporal de los cambios globales que ha sufrido la Tierra, los cuales complementen la escala cronoestratigráfica usual, en forma conjunta con los datos bioestratigráficos y magnetoestratigráficos; los resultados obtenidos hasta el momento han sido aceptados solo por una parte de la comunidad geológica, por lo que sigue abierta la discusión y aplicación del modelo. Actualmente la sedimentología ha evolucionado como una ciencia que es capaz de explicar el origen de las rocas sedimentarias a través de los estudios de facies y modelos de facies. De tal forma es posible interpretar y predecir la composición, geometría, y orientación de las unidades estratigráficas, basados en un amplio rango de estudios en ambientes modernos y unidades geológicas. Estos adelantos dieron lugar al método de los sistemas depositacionales, este concepto abarca todos los ambientes y productos sedimentarios, y permite predecir la sucesión estratigráfica de grandes conjuntos rocosos con base en interpretaciones paleoambientales y reconstrucciones paleogeográficas. Esta técnica ahora parte de la Estratigrafía de Secuencias, considera a las secuencias como paquetes de estratos correlacionables que registran cambios locales o regionales del nivel relativo del mar. Vincent et al. (1998) definen a la Estratigrafía de Secuencias como sucesiones sedimentarias que pueden ser divididas en unidades limitadas por discordancias (secuencias), las cuales se formaron durante un ciclo de cambio del nivel del mar. Mitchum y Van Wagoner (1991) definen un ciclo como un periodo de tiempo durante el cual el nivel del mar pasó de una posición elevada (highstand) a una posición baja (lowstand) y regreso a la posición inicial (highstand). Myers y Milton (1996) especifican que el término discordancia se debe aplicar a “superficies que separan estratos jóvenes de antiguos a lo largo de la cual es evidente un truncamiento o, erosión subaérea o submarina". La Estratigrafía de Secuencias debe de utilizarse como una herramienta de análisis, más que como un modelo. Constituye una herramienta muy poderosa si se sabe aplicar, para realizar correlaciones y análisis paleoambientales, así como en el estudio del análisis tectónico y sus efectos en la sedimentación de una cuenca. El estudio de las secuencias clásticas no marinas se encuentra en la frontera del conocimiento siendo un campo de aplicación para la Estratigrafía de Secuencias en la que queda todavía mucho por hacer. 5. 5. OTRAS MÉTODOLOGÍAS EN EL ANÁLISIS DE CUENCAS La tectónica constituye el factor principal en la creación y destrucción de cuencas (Myers y Milton, 1996), sin la subsidencia tectónica no habría cuencas sedimentarias. La tectónica y el eustatismo controlan la cantidad de espacio disponible para la acumulación de sedimentos (espacio de acomodamiento), mientras que la tectónica, eustatismo y clima interactúan para controlar el abastecimiento de sedimento y la forma en que es ocupado el espacio de acomodamiento. La geometría o arquitectura de un paquete depositacional o secuencia estratigráfica depende de la interrelación de tres procesos: La tasa de suministro de sedimento (clástico) o la generación de sedimento (químico); la tasa de subsidencia de la cuenca y la tasa de cambios del nivel eustático. En el análisis de una cuenca, el estudio de los sedimentos clásticos puede proporcionar mucha información para su correcta interpretación. La composición de una roca detrítica depende de varios factores, de la composición geológica de la fuente de la que proceden los sedimentos, del clima y del relieve tanto de la fuente original, como del área a través de la que fue transportado y finalmente del área de depósito; los patrones de
  • 6. dispersión y mezcla de los detritos, los procesos mecánicos y químicos sufridos durante el transporte y los cambios diagenéticos realizados durante el sepultamiento. Este tipo de análisis permite establecer algunos parámetros para caracterizar los ambientes tectónicos en los que se formaron esas rocas detríticas. A partir de esta identificación pueden elaborarse mapas que muestren las variables estudiadas (composición, tamaño, redondez, etc.) para establecer patrones de distribución El análisis de paleocorrientes es una técnica que proporciona información acerca de la dirección local o regional de la pendiente del terreno, la dirección de la que proceden los sedimentos; la geometría y orientación de las unidades litológicas y finalmente el ambiente de depósito. El análisis de paleocorrientes se realiza básicamente con información de afloramientos. Entre los indicadores de paleocorrientes más utilizados se encuentran: rizaduras y estratificación cruzada, canales y marcas de excavación, clastos imbricados, marcas de base, fósiles orientados y slumps. Las direcciones de estos son medidas en los afloramientos de manera sistemática para posteriormente analizarlos utilizando algún programa de cómputo. El uso de la tecnología de sensores remotos en geología ha repuntado en los últimos años, es importante recalcar que esta tecnología es una herramienta que apoya al análisis de cuencas, y que los resultados obtenidos dependen, como todas las metodologías mencionadas, del objetivo particular de cada análisis y de la información disponible. Actualmente el uso del término Sensores Remotos se ha generalizado para la cartografía producto del análisis de imágenes de satélite. Se están desarrollando numerosas herramientas para el análisis de los registros digitales de los diferentes satélites. En el área de Geología y específicamente en el Análisis de Cuencas, su mayor utilidad reside en el hecho de que podemos valorar regiones que por cuestiones de acceso, económicas o políticas no podemos visitar. Las técnicas y criterios interpretativos utilizados no difieren sustancialmente de aquellos utilizados en la fotointerpretación tradicional de fotografías aéreas; método que es comúnmente aceptado por la comunidad geológica y que también es considerada una técnica de percepción remota. Para fines de fotointerpretación geológica, el despliegue de imágenes de satélite en perspectiva, nos puede ayudar a inferir las relaciones geométricas que guardan diferentes elementos arquitectónicos, así como a discriminar la litología con ayuda de las características multiespectrales de las imágenes de satélite. La utilización de imágenes de satélite es una herramienta más a nuestra disposición que ayudan a realizar las tareas de exploración geológica de una manera más económica y eficiente al mostrar localidades clave para resolver problemas estratigráficos o medir secciones estratigráficas o estructurales. En la actualidad es posible elaborar mapas geológicos utilizando programas de cómputo a partir de datos obtenidos principalmente de registros geofísicos de pozos y secciones sísmicas. Estos programas de cómputo han sido desarrollados para el análisis de cuencas especialmente por las compañías de Exploración Petrolera. La elaboración de síntesis paleogeográficas es una habilidad que debe ser desarrollada por todos aquellos que se dedican al análisis de cuencas. Es la mejor manera de presentar los resultados del análisis de una cuenca en forma condensada. En ellos se muestra la reconstrucción de la geografía física de un lugar determinado en un momento concreto del pasado geológico. 6. 6. INSTITUCIONES EN MÉXICO QUE REALIZAN INVESTIGACIÓN EN ANÁLISIS DE CUENCAS SEDIMENTARIAS Considerando la diversidad de campos de investigación que son necesarios para estudiar integralmente una cuenca sedimentaria, es evidente que no hay en la actualidad un centro de investigación con un grupo de investigadores que desarrolle esta línea de investigación y debemos de reconocer que tampoco existen grupos de investigación interinstitucionales. Esto trae como consecuencia que en el país no se esté realizando investigación básica en esta área del conocimiento geológico, ni se esté ofreciendo la opción a estudiantes de licenciatura y posgrado, de capacitarse en estas metodologías, a pesar de que ya existe la necesidad urgente de formar cuadros que no solo apliquen esta metodología al modelado de cuencas con hidrocarburos, sino también al estudio de cuencas geohidrológicas, que incluyan la cuantificación de reservas de agua y contaminación de acuíferos, así como el modelado de la distribución de ciertos yacimientos minerales, además de su aplicación para resolver problemas científicos. En México la mayoría de los proyectos relacionados al Análisis de Cuencas sedimentarias han sido desarrollados por PEMEX o el Instituto Mexicano del Petróleo. Entre las instituciones del país que desarrollan de alguna forma el Análisis de Cuencas tenemos en primer lugar al Instituto de Geología de la UNAM, incluida
  • 7. la Estación Regional del Noroeste, enfocados principalmente al Análisis de Facies, Análisis de Procedencia y paleocorrientes; al igual que la Escuela Regional de Ciencias de la Tierra de la Universidad de Guerrero. A nivel educativo la Facultad de Ingeniería de la UNAM está impartiendo la Especialidad en Estratigrafía con un enfoque de aplicación eminentemente práctica, diseñada para capacitar al personal de PEMEX en la determinación de las estructuras del subsuelo propicias para la exploración, evaluación y producción de hidrocarburos con base en la estratigrafía sísmica y estratigrafía de secuencias. 7. 7. CONCLUSIONES Dentro de esta nueva visión de análisis estratigráfico sigue siendo fundamental la recopilación de información directamente en el campo para caracterizar y elaborar la cartografía de dichas secuencias bajo un enfoque integral de diversas disciplinas (Geología Estructural, Geomorfología, Sedimentología, Estratigrafía, Petrología, Paleontología, Tectónica) sobre todo en lugares donde los problemas de interpretación y vacíos de información persisten porque no se han realizado estudios sistemáticos detallados. Por lo anterior, consideramos que el estudio del origen y evolución de las cuencas sedimentarias de México, a partir de observaciones integrales sobre su entorno tectónico, petrológico y estratigráfico, es fundamental en la valoración de los recursos económicos del país, tanto petroleros, como minerales e hídricos. El Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas constituye una aproximación alternativa a la resolución de algunos paradigmas de la Estratigrafía Clásica; le ha dado un giro a la forma de interpretar el registro estratigráfico. La Estratigrafía de Secuencias se desarrolla a partir de la Estratigrafía sísmica, en el seno de la Exploración de Hidrocarburos, entorno en el que se desarrollan modelos más o menos bien definidos para explicar la geometría y sedimentación de las cuencas marinas, principalmente de siliciclastos. Es hasta la década pasada, que comienza a aplicarse la Estratigrafía de Secuencias en las secuencias carbonatadas y evaporíticas, con bastante éxito en algunos casos. El Análisis Tectonoestratigráfico visualiza al relleno de una cuenca como un Sistema Dinámico, en el que interactúan una gran cantidad de factores. Este puede aplicarse en muy diversas escalas y ambientes tectónicos, tanto para afloramientos como para subsuelo, con las limitaciones derivadas de la fuente de información, principalmente por la escala de aplicación. La mayor virtud del Análisis Tectonoestratigráfico de Cuencas, es su capacidad para explicar los patrones de depósito de una cuenca considerando en forma simultánea factores como la subsidencia, el cambio del nivel del mar y el abasto de sedimento; y todos ellos dentro de un mismo concepto cronoestratigráfico. Esto proporciona nuevos elementos a la sedimentología para el análisis e interpretación de facies. REFERENCIAS Miall, A. D., 2000. Principles of Sedimentary Basins Analysis. Springer-Verlag New York. 668 p. Mitchum R.M. Jr., P.R. Vail and S. Thompson III. 1977. Seismic stratigraphy and Global changes of sea level, part 2: The depositional sequence as a basic unit for stratigraphic analysis. Seismic Stratigraphy – applications to hydrocarbon exploration. American Association Petroleum Geologist Ed. By Charles E. Payton. Memoir 26. p. 53-97. Mitchum, R. M.and Van Wagoner, J. C. 1991. High-frequency sequences and their stacking patterns: sequence-stratigraphic evidence of high-frequency eustatic cycles. Sedimentary Geology, 70 p. 131-160. Myers, K.J. and N.J. Milton, 1996. Concepts and Principles of Sequence Stratigraphic. in Sequence Stratigraphy. Edited by Dominic Emery and Keith Myers. Blackwell Science, Oxford. p. 11-41. Posamentier, H.W., Jervey, M.T. and Vail, P.R., 1988. Eustatic controls on clastic deposition I- Conceptual framework, in Wilgus, C.K. Hastings, B.S., Kendall, C.G. St. C., Posamentier, H.W., Ross, C.A. and Van Wagoner, J.C. eds. Sea level Changes – an integrated approach: Society of Economic Paleontologists and Mineralogists Special Publication 42, p. 109-124. Vail, P. R., 1987, Seismic stratigraphy interpretation procedure, in Bally, A.W. (ed.), Atlas of seismic stratigraphy: AAPG Studies in Geology No. 27, Vol. 1, p. 1-10. Vincent, S.J., Macdonald D.I.M., and Gutteridge, P., 1998. Sequence Stratigraphy, in Doyle, P., and Bennett, M.R., eds., Unlocking the stratigraphic record: advances in modern stratigraphy: John Wiley and Sons, Chichester, p. 299- 350. Walker, Roger G. and James, Noel P. 1992. Facies Models: response to sea level change. Geological Association of Canada. Fourth printing (1998). Canada. 454 p