2.1 Conceptos Básicos de Geología

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2. Conceptos básicos de Geología

Dr. Ricardo J. Padilla y SánchezFacultad de Ingeniería, UNAM

Abril del 2012

2.1 Introducción

Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué

Objetivo

Que el participante conozca los conceptos geológicos indispensables para explorar por petróleo.

Origen del Petróleo. ¿Orgánico o Inorgánico?

Origen y edades del Universo, el Sistema Solar y la Tierra

Como era la tierra en sus inicios

Primeras rocas en la Tierra

¿Porqué el tiempo es importante?

2.1.1.Teorías sobre el origen del petróleo

Origen orgánico

Origen inorgánico

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Petróleo (aceite petrificado) ➤ hidrocarburos

Hidrocarburos ➤ Hidrógeno + Carbón

Los HC’s se presentan en forma de

Fase Sólida, Fase Líquida, o Fase Gaseosa

2.1 Introducción: Donde puede haber petróleo, donde no, y porqué

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El origen inorgánico de los HC’s se ha postulado porque el gas que emiten los volcanes es metano.

El gas metano se encuentra en minas de minerales metálicos, en donde se le conoce como gas mineral.

También está presente en minas de carbón, en donde se le conoce como gas grisú.

El gas metano producido por la alteración de materia orgánica, a baja temperatura, se conoce como gas bacterial, o biogas.



TIPOS DE GASES

Un gas compuesto solamente por metano se denomina gas seco.Un gas que contiene 4% a 5% de vapor de agua se conoce como gas húmedo.Un gas disuelto en aceite se llama gas asociado.Un gas libre formado por modificación termocatalíticadel petróleo a condiciones de alta temperatura del yacimiento, es el gas no asociado.Cuando un gas contiene azufre se dice que es amargo, cuando no lo contiene se dice que es dulce.



Los argumentos que favorecen un origen inorgánico de los HC’s son aceptables en el caso de los gases, pero no lo son en el caso de los aceites, los cuales provienen de las siguientes biomoléculas:

• Lípidos - principalmente grasas, aceites y ceras.

• Proteínas – constituyentes principales de los tejidos animales y de las celdas de las plantas.

• Carbohidratos – principalmente la celulosa de la plantas


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North (1985)



Los argumentos que favorecen un origen orgánico de los HC’s han sido aceptados porque se ha comprobado que todos éstos se pueden generar a partir de la biósfera del planeta, la cual comprende organismos animales y vegetales, continentales y marinos.

Para preservarse, la materia orgánica requiere de un sepultamientorápido bajo condiciones anóxicas.

North (1985)


Ostrácodos en caliza de la Fm. Orizaba, Estado de Puebla


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91 km

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Los argumentos que favorecen un origen orgánico de los HC’s, también requieren temperaturas relativamente bajas, entre 10 °C y 230 °C, lo cual solo es posible a poca profundidad en la Tierra.

North (1985)


Además del contenido de materia orgánica y la temperatura, el tiempo de sepultamiento ayuda a la generación de HC’s


North (1985)

Big Bang15, 000 ma

Nuestra Galaxia

Nuestro Sistema Solar

~ 5,000 ma

Fuente http//www.nasaimages.org/


2.1.2. El tiempo geológicoOrigen y edades del Universo, el Sistema Solar y la Tierra

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¿Qué había antes del Big Bang ?

Hidrógeno, Helio y Polvo Cósmico



2.1 Introducción

Después del Big Bang se formó un disco que empezó a girar y acumuló por gravedad, los elementos más pesados hacia

el centro y los más ligeros afuera. Fuente http//www.nasaimages.org/

Hasta que se generó la primera galaxiaFuente http//www.nasaimages.org/

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…y después nuestro Sistema Solar



La Tierra es única porque está en una posición única




Temperaturas en las superficies de los planetas

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Planeta Tierra~ 4,600 ma


Lunas de Júpiter

Los viajes espaciales nos ayudaron a

comprender mejor el origen de los planetas

y de sus lunas.



Las lunas de Júpiter fueron algunas de las claves importantes para explicar el origen de La Tierra

Io

Ganímedes

Europa

Calixto



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Europa

Los viajes espaciales nos demostraron que había

agua en el espacio



Io

Los viajes espaciales nos ayudaron a contestar las preguntas:

¿Cómo era La Tierra en sus inicios?¿Cuáles fueron las primeras rocas?¿Había placas tectónicas?



Al inicio de la evolución de La Tierra solamente había vulcanismo; los gases así emitidos comenzaron a rodear el proto-planeta.

¿Qué tipo de gases?

Metano [hidrocarburo alcano (CH4)]

¿Había agua?

No, pero se estima que ésta también provino del interior de La Tierra, aunque se cree que también hubo un volumen importante aportado por el impacto de cometas de hielo contra nuestro planeta.


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2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas y edades absolutas

La atmósfera primitiva era rica en CO2 y sin oxígeno


La atmósfera primitiva carecía de oxígeno libre pero era rica en CO2, gas derivado de la actividadvolcánica, que también expulsóagua, fluido que fué aumentandosu volumen con el impacto de meteoritos y de cometas parafinalmente formar la hidrósfera.

¿De qué tipo eran las primeras rocas

en la Tierra?


Rocas Ígneas

Granito

Basalto

Rocas Metamórficas

Cuarzita

Gneiss

Rocas Sedimentarias

Clásticas

Bioquímicas

Conglomerado

Caliza

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Aparición de organismos

pluricelulares

Primeroscontinentes

Precámbrico = 88%

Primera corteza

Primer gran cratón (Laurentia)

Estromatolitos

Atmósfera con oxígeno libre

Primera hidrósfera

Primera atmósfera


Entre 2,000 y 2,500 ma ocurrió un extenso depósito de rocas con bandasde hierro, y un poco después, hace 1,800 millones de años, el depósitode los primeros lechos rojos, lo cual es una evidencia de que ya habíaoxígeno libre presente en la incipiente atmósfera primitiva.

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Iron banded Formations


Los Estromatolitos son lasprimeras plantas, algas, que

liberaron oxígeno porfotosíntesis, hace 3,500 ma.


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Las rocas más antiguas que conocemos están en los escudos.


Cadenas montañosas, plataformas estables y escudos

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2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas y edades absolutas

Grand Canyon, Arizona

Zion NationalPark, Utah

Bryce Canyon, Utah

542

mill

on

es d

e añ

os

4,600 ma


Edades relativas


2.1.2. El tiempo geológicoEdades relativas

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ISÓTOPOSVida media del isótopo padre

Rango efectivo de datación Rocas y minerales utilizados para datación

Padre Hija (años) (años)

Uranio 238 Plomo 206 4,500 millones 10 a 4,600 millones Zircón, Uraninita

Uranio 235 Plomo 207 704 millones

Thorio 232 Plomo 208 14,000 millones

Rubidio 87 Estroncio 87 48,800 millones 10 a 4,600 millones Muscovita, Biotita, Feldspto potásico, Rocas ígneas o metamórficas completas

Potasio 40 Argon 40 1,300 millones 100,000 a 4,600 millones Glauconita, Hornblenda, Muscovita, Biotita, Rocas volcánicas completas

Principales isótopos radioactivos de larga vida utilizados en dataciones radiométricas, o absolutas

2.1.2. El tiempo geológicoEdades absolutas




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