María Antonieta Lorente

Programa

Introducción

• Bioestratigrafía, definiciones y principios.

• Principales grupos de microfósiles y su uso: foraminíferos, nanoplancton

calcáreo, polen, esporas, dinoflagelados y otros.

• Identificación de los grupos principales.

• Tipos de estudios bioestratigráficos y grupos de fósiles de

acuerdo a la sección geológica a estudiar.

• Flujo de trabajo en un estudio bioestratigráfico

• Muestreo

• Procesamiento de la muestra según el grupo de

microfósiles.

• La carta bioestratigráfica.

Principales grupos usados en la industria

FORAMINÍFEROS

Foraminifera Características:

ProtozoaOrganísmos unicelulares caracterizados por la ausencia de tejidos y de organos

CaparazonPoseen una concha que puede ser: aglutinada, porcelanacea o hialina

TamañoDesde decenas de mm a decenas de µ

Modo de vidaPlánctico o béntico

Ambiente Marino

Rango Geológico Bénticos: desde el Cambrico al PresentePláncticos: desde el Jurasico medio al Presente

• Composición de la pared:

– Orgánica

– Aglutinada

– Porcelanacea

– Hialina

Principales grupos de microfósiles: Foraminíferos

Bigenerina nodosaria (d'Orbigny)

Quinqueloculina impressa Reuss

Orbulina universa d'Orbigny

Allogromiina (?) imaged at 20x

Richard Weedon

Clasificación: Arreglo de las cámaras

Figuras basadas en los dibujos de Loeblich and Tappan; 1964

Clasificación: Tipo de apertura

Figuras basadas en los dibujos de Loeblich and Tappan; 1964

Ejemplos: Foraminíferos Pláncticos

Globorotalia menardii (Parker, Jones and Brady)

Plioceno

Hantkenina alabamensis Cushman

Eoceno

Parasubbotina varianta (Subbotina)

Paleoceno

Abathomphalus mayaroensis (Bolli)

Maastrichtiense Superior

Orbulina universa d'Orbigny

Mioceno Medio

Ejemplos: Foraminíferos bénticos

Cyclammina cancellata

Batial

Uvigerina peregrina

BatialMelonis pompilioides

Batial

Ammonia beccariii

Marino marginalBulimina sp.

Nerítico

Ejemplos: Foraminíferos grandes

Nummulites sp.

Eoceno

Orbitolina texana

Barremiense-

Aptiense

Nummulitinae sp.

Maastrichtiense

Formanifera-eu Project: http://www.foraminifera.eu/AtoC.html

Paleoambiente

• Factores control:– Salinidad

• si la concentración es anormal: usualmente se encontrará bajadiversidad y gran abundancia.

– Temperatura• influencia a las especies pláncticas.

• Relaciones usadas en las interpretaciones paleoambientales:– Pláncticos/Bénticos:

• Paleoprofundidad, disolución. Productividad en superficie.• P/B >100 océano abierto.

– % abundancia especies, diversidad de especies: • Paleoprofundidad, oxigenación de la masa de agua, productividad, etc.

• Otros:– Paleoprofundidad: Pláncticos no se encuentran en zonas costeras.

– Debajo de CCD “Cabonate compensation depth” > 4200 m, no se encuentran caparazones de foraminíferos (disueltos)

Witrock et al, 2003

Zonación batimétrica: Golfo de México Costa Afuera

Piñero y Morales: Grupo Especialistas Paleontologia, PEMEX 2000

Foraminíferos

Pláncticos: 0%

Foraminíferos Pláncticos :

0%-20%

Foraminíferos Pláncticos :

20% 30%

Asociaciones paleoambientales: Foraminíferos del GOM

Piñero y Morales: Grupo Especialistas Paleontologia, PEMEX 2000

Foraminíferos

Pláncticos :

50%

Foraminíferos

Pláncticos

60%

Foraminíferos Pláncticos

80%

Foraminíferos

Pláncticos

90% - 100%

Asociaciones paleoambientales: Foraminíferos del GOM

Vínculos Importantes:

• Centro de micropaleontología Pedro Bermudez

http://www.pdvsa.com/lexico/centro/micropaleontologia.htm

• Foraminíferos pláncticos:

http://www.pdvsa.com/lexico/centro/catalogo/afp.htm

• Foraminíferos bénticos

http://www.pdvsa.com/lexico/centro/catalogo/afb.htm

NanoplanctonCalcáreo

Nanoplacton calcáreo: Identificación de los grupos principales

Características:

Protozoa Algas Haptophyte (phytoplankton)

Unicelulares autotrofos

Esqueleto exoesqueleto calcáreo (cocosfera)formado por multitud de piezas individuales (cocolitos)

Tamaño 5 a 30 micrones (coccoliths)

Modo de

vida Plánctico

Ambiente Oceánico

Rango Geológico Triasico tardío a Reciente

Important link:http://nannotax.org/

MattO

ate

sre

dra

wn f

rom

Will

ie

Wils

on e

t al

Ventajas y DesventajasPros:

– Por lo general, bien conservados debido a su pequeño tamaño

– Amplia distribución geográfica– Buenos indicadores del ambiente marino

(> 50 m columna de agua), condiciones de zona fótica

– Muy abundantes, sólo es necesaria una pequeña muestra

– Extracción fácil y rápida – Evolución rápida

Contras:– Preservación en los sedimentos muy

profundos comprometida por CCD– Fácilmente retrabajados– Alto riesgo de contaminación de la

muestra– Necesidades de un microscopio

petrográfico de buena resolución para la identificación

1st Photograph author: Richard Lampitt, Jeremy Young, The Natural History Museum, London

Source:http://planktonnet.awi.de/

Tipos de cocolitos en función de su estructura

Se conocen dos tipos de estructura:

• Holococolitos: están constituidos por cristales de calcita submicroscópica, mayoritariamente romboédrica, estructurada de forma regular;

• Heterococolitos: usualmente grandes y compuestos de diferentes elementos submicroscópicos como placas, barras y granos, unidos en una estructura relativamente dura. Proveen la mayoría del registro microfosilífero

Discoastéridos

• Los nanofósiles de formas estrelladas (stellate), los discoastéridos, son un grupo extinto usado en el estudio bioestratigráfico del Terciario, cuya taxonomía se basa en el número de brazos, simetría de los mismos y la ornamentación que presentan vistos en planta

género Discoaster, se asocia a ambientes

de aguas tranquilas, bien oxigenadas y

muy poco turbulentas, por tratarse de

estructuras simples y delicadas;

• Los nanocónidos son un grupo también extinto de diminutas

formas cónicas (5-30 µm) constituidas por cuñas de calcita

apretadas, con un canal que atraviesa de forma axial el cono.

• El esqueleto de un organismo está constituido por más de 12 de

estas formas individuales, arregladas en forma de estructura

tipo pétalos

Nanocónidos

El género Helicosphaera, por tratarse de estructuras complejas y

resistentes, se asocia a ambientes de mayor energía, más cercanos a la

línea de costa.

Otros

NanofaciesSon asociaciones determinadas base en el contenido de nanoflora, y del resto del residuo presente en las muestras, tanto orgánico como inorgánico (minerales, materia orgánica, fósiles vegetales y animales).

Durán (1995), propone 5 asociaciones :

• Asociación I: Constituida por material netamente continental, materia orgánica medianamente seleccionada, abundante pirita detrítica y pueden estar presentes palinomorfos.

• Asociación II: Constituida por material arcilloso muy fino, la pirita detritica es común, la materia orgánica es de origen terrestre.

Interpretación: Estas dos asociaciones se relacionan con ambientes costeros y fluviomarinos, caracterizados generalmente por la ausencia de organismos planctónicos, ocurrencias ocasionales de restos de organismos bentónicos, abundante materia orgánica de origen terrestre y abundante pirita detrítica.

• Asociación III: constituida por materia orgánica de origen continental mal seleccionada, en menor proporción que en las asociaciones anteriores, puede haber glauconita y organismos planctónicos pobremente preservados.

• Asociación IV: caracterizada por un aumento en el porcentaje de glauconita con respecto a las asociaciones I,II,II; bajo contenido de material orgánico, así como porcentajes variables de nanoplancton, microforaminíferosy dinoflagelados.

• Asociación V: caracterizada por porcentajes muy bajos de pirita, a diferencia de la glauconita la cual aumenta considerablemente. Presencia de materia orgánica. En el conjunto de nanoflora, se hace más abundante la ocurrencia de los diferentes organismos planctónicos. Destaca el dominio del género Discoaster.

Interpretación: Estas últimas tres asociaciones representan ambientes marinos hemipelágicos y pelágicos con influencia terrestre.

Nanofacies (cont…)

Nanofacies y Estratigrafía Secuencial:

- Incrementos en el registro de elementos marinos permite interpretar superficies de inundación o de máxima inundación (FS y MSF)

- Disminución o esterilidad en el registro de elementos marinos, junto con el aumento de material de origen terrestre, permite interpretar la posible existencia de límites de secuencias (SB).

Nanofacies (cont…)

Erba et al, 2010

Variaciones Oceanográficas

Ejemplo con Nanoplancton Calcáreo

Coccoliths average

size AO1a

Coccoliths normal

range of

size variability

Leyenda

Efectos de la acidificación del agua marina

en los organísmos

“"El Aptiano temprano, 121 a 118 millones de años (Ma) representa la historia

de un caso de exceso de CO2 derivado de un importante episodio volcánico,

es decir, el emplazamiento de la Plataforma (plateau) de Ontong Java, que se

caracteriza por cambios en las tasas de evolución, riqueza de especies, la

abundancia y la producción de calcita por el nanoplancton calcáreo” Erba et

al, 2010

Palinomorfos

Características Esporomorfos:

ESPORAS Bryophyta Esporulación librePteridophyta Plantas vasculares

sin semillas

POLENGymnospermas Plantas vascularesAngiospermas Productoras de

semillas

Pared Grano Esporopolenina

Tamaño > 8 hasta 75 micrones(la mayoría)

Ambiente Principalmente terrestre (subaéreo), pero puede haber formas acuáticas

Rango GeológicoESPORAS (Cambrico?) Ordovicico a Reciente.

Plantas vasculares: Silurico a RecientePOLEN Devonico más superior a Reciente (gymnospermas)

Cretaceo Temprano a Reciente (angiosperms)

Polen y Esporas: Identificacion de los principales grupos

Description: Scylaspora tetrad (green) and trilete spores .

late Silurian sporangium (Burgsvik beds, Sweden).

Source:

Verisimilu,http://en.wikipedia.org/wiki/File:Trilete_spores.png

Polen y Esporas. Identificación de los principales grupos

• Criterios de clasificación: APERTURAS

– Esporas

– Polen

Source: Redraw from Playford & Dettman, 1996, Jarzen & Nichols 1996, and

Lorente, 1986

Palinología: otros palinomorfos y palinomacerales

En la misma lámina se pueden encontrar otros restos de microfósiles y de materia orgánica de gran utilidad para la interpretación del pleoambiente

Botryococcus: alga aguas frescas

Tasmanite: alga marina

Zygnematecea/Mougeotia: alga

de aguas dulces a salobres

Source: Lorente,

1986

Dinoflagelado: alga marina plántica

Microforam internal

linning: salobre a

marino somero

Palynomacerales

Dinoflagelados

Características:

Protozoa Protista. EukaryotesPyrrhophyta (“plantas de fuego")

Teca Teca y cápsula quitinosa

Esqueleto Solo los ebridianos tienen endosqueletos silíceos

Modo de vida Plánctico

Ambiente Marino abierto

Rango GeológicoDinoflagelados Silurico?? Triasico Medio a

RecienteAcristarcos Principalmente Paleozoico

Paleoambientes: Palinología

Tomado de Lorente, 1987 y Poumot, 1997

Paleoambientes: Palinología

Tomado de Lorente, 1987 y Poumot, 1997

Ejercicio Clasificación de

Foraminiferos

Schlu

mberg

erina

alv

eolin

iform

is(B

rady,

1879)

H.M

.S C

halle

nger,

1858

Image

from

Wik

ipedia

Pasos:

1.- Vaya al catálogo de Foraminíferos en:

http://www.foraminifera.eu/AtoC.html

2.- Familiarícese con los siguientes géneros:

Ammonia, Elphidium, Globigerina, Globorotalia, Orbiulina,

Quinqueloculina, Uvigerina, Textularia, Cyclammina

3.- Dirijase a:

http://www.foraminifera.eu/exercise1/index.htm

Y resuelva el ejercicio!

Estudios bioestratigráficos• En los pozos– Micropaleontología•Foraminifera fósiles índice(cualitativo)•Foraminifera marcadoreslocales(cualitativo)•Determinación de topes• Geodireccionamiento con fósiles

•En laboratorio (pozos/secciones sup)

- Micropaleontología

•Picking cuantitativo e identificación de especies

•Interpretación de Zonas Bioestratigráficas

•Determinación de Edad y Paleoambiente

- Palinología

•Identificación y contaje de fósiles

•Determinacion de Zonas Bioestratigráficas

• Determinación de Edad y Paleoambiente

•Estudios de Palinofacies y facies orgánicas

- Nanoplancton Calcáreo

•Identificación de especies

•Interpretación deZonas Bioestratigráficas y Edad

•Interpretación de nanofacies y paleoambientes

Tipos de microfósiles a ser estudiados de acuerdo a la sección

sandstone

sandy phosphorite

Coal

limestone

light planktonic

limestonedolomite

shale

chert

Micropaleontología Palynología Nannoplancton

100

feet

Flujo de trabajo

Procesamiento muestras

� en sitio

� en Lab Identificación de fósiles y

cuantificación de conjuntos

Preparación de la

Carta Bioestratigráfica

Interpretación & Integración

de resultados

Toma muestras

Flujo de trabajo

Procesamiento muestras

� en sitio

� en Lab Identificación de fósiles y

cuantificación de conjuntos

Preparación de la

Carta Bioestratigráfica

Interpretación & Integración

de resultados

Toma muestras

PUNTO DE ATENCIÓN: TOMA DE MUESTRASLa calidad de la muestra es el primer punto de

importancia en todo trabajo bioestratigráfico

Si una muestra ha sido degradada por cualquier razón, como podría ser:

En el sitio de la toma (pozo o sección):

- Identificación errada de la profundidad o de la muestra

- Contaminación durante el muestreo

Durante el transporte al laboratorio o la nucleoteca:

- Ruptura de las bolsas de muestras y mezcla

de los fragmentos de muestras

En el laboratorio:

-Confusión en el etiquetado

- Contaminación durante la manipulación/preparación

PUNTO DE ATENCIÓN: TOMA DE MUESTRASLa calidad de la muestra es el primer punto de

importancia en todo trabajo bioestratigráfico

Si una muestra ha sido degradada por cualquier razón, como podría ser:

En el sitio de la toma (pozo o sección):

- Identificación errada de la profundidad o de la muestra

- Contaminación durante el muestreo

Durante el transporte al laboratorio o la nucleoteca:

- Ruptura de las bolsas de muestras y mezcla

de los fragmentos de muestras

En el laboratorio:

-Confusión en el etiquetado

- Contaminación durante la manipulación/preparación

Estrategias de muestreo: Ideas clave

El muestreo es un punto clave debido a que:

Una muestra que no se toma o que se estropea por contaminación,

será una pieza de información perdida para siempre.

Aunque la tecnología cambie, la roca es la base de la información1 Así que no

importa cual sea en el futuro el sistema de interpretación, los tipos de análisis, los

estudios locales o regionales que serán necesarios para evaluar nuevas ideas, plays,

recursos o localizaciones, el nivel de riesgo estará ligado a las muestras de que se

disponga para evaluarlo1 incluyendo las muestras que tomamos hoy!

Las muestras son un activo de valor, con el cuidado apropiado proporcionarán

información sobre los pozos, campos, cuencas durante muchas generaciones!

Estrategias de muestreo: Ideas clave

El muestreo dependiendo del tipo de muestra, puede ser :

1. asequible (muestras de superficie o de canal)

2. caro (muestras de pared)

3. muy caro y arriesgado a veces (núcleos)

La estrategia de muestreo en la Industria debe de tener en cuenta:

1 -. Ser consciente de los costos, sopesar cuidadosamente el costo del

muestreo vs su aporte de valor.

2 - el costo futuro de la falta de información para la correcta evaluación de

oportunidades

Flujo de trabajo

Procesamiento muestras

� en sitio

� en Lab Identificación de fósiles y

cuantificación de conjuntos

Preparación de la

Carta Bioestratigráfica

Interpretación & Integración

de resultados

Toma muestras

Foraminíferos: preparación de muestras

• Depende de:– Tipo de roca• Lutitas

• Limolitas

• Calizas

• Areníscas

– Grupo a ser estudiado• Pláncticos & Bénticos

• Foraminíferos grandes

Residuo lavado

Secciones delgadas

Procesamiento de muestras: Foraminíferos

Globigerina ooze Grabau, 1932

muestra

Se remoja en agua y/o en

agua oxigenada (12 horas)

Se puede calentar < 30 min

Se lava con agua usando

un tamiz de 63 micrones.

Se limpia el tamiz con

solución de azul de

metileno

La muestra seca se tamiza:

- 63-125 micrones

- 125-250 micrones

- 250-500 micrones

- > 500 micrones

Se hace el “Picking” de

especimenes y se

preparan las láminas

Procesamiento de muestras:

Secciones delgadas de foraminíferos grandes• Procedimiento:

– Cortar un pequeño pedazo de roca

– Pegar la roca a la lámina

– Cortar la roca hasta que tenga algunos mm

• Trabajar la sección con abrasivos hasta que este lista para estudiarla con el microscopio de luz transmitida

Procesamiento de muestras: Palinología

Se

centrifuga,

decanta y

se lava con

agua varias

veces

Separacion

con liquido

pesado

ZnBr2

Se decanta la M.O. y

se limpia con HClSe limpia

con agua

Se limpia

con

ultrasonido

Se tamiza

y limpia

con

alcohol

Residuo de M.O.

se tansfiere a

tubo de 20 ml y

se centrifuga

Se transfiere a

tubo de 5 ml c

glicerina

Se decanta el

ácido y se

transfiere la

muestra a un

tubo de 50 ml.

1 gota se

monta en

lamina

Muestra

10g (se

tritura)

HF (8

horas) y

HCl (2

horas)

Procesamiento de muestras:Nanoplancton

Muestra de rocaCuchillo de lab

El fragmento de roca

se limpia

cuidadosamente

Se raspa un poco de muestra

en el cubreobjetos y se

humedece con agua destilada,

a continuación se esparce en

una lamina muy fina

El cubreobjeto se

coloca sobre una

plancha caliente para

secarlo.

Cuando se seca se

invierte y se pega en

un portaobjetos

usando adhesivo

optico Norland, se

termina bajo luz U.V.

La lámina

está lista

para su

estudio

Flujo de trabajo

Procesamiento muestras

� en sitio

� en Lab Identificación de fósiles y

cuantificación de conjuntos

Preparación de la

Carta Bioestratigráfica

Interpretación & Integración

de resultados

Toma muestras

Picking de la muestra

FORAMS

Picking de la muestra: Forams

• Picking y colecciones de microfósiles

Muestra de canal

Colecciones de Pickings

útiles para el picking

Muestra lavadaExtracción fósiles

Composición de la pared

– Aglutinados

– Porcelanaceos

– Hialinos

Criterios de identificación

Bigenerina nodosaria

Quinqueloculina impressa

Orbulina universa

Arreglo de las cámaras:

Figuras basadas en Loeblich and Tappan; 1964

Aperturas

Conociendo las características

del especimen el

micropaleontologo usa los

diferentes catálogos para

identificar la especie

Criterios de identificación

•NanoplanctonCalcáreo

Grabau, 1936

Identificación básica

¿Es un cocolito o una cocoesfera?

¿Cual es su forma general: estrellada, en punta, discoidal, tiene

puentes, ornamentación?

¿Cómo es su figura de interferencia?

¿Cómo se extinge?

Conociendo las

características del

especimen el

nanoplanctologo usa los

diferentes catálogos para

identificar la especie

Criterios de identificación

•Palinomorfos

• Aperturas

• Estructura de la pared

• Ornamentación

Identificación básica de esporomorfos

Conociendo las

características del

especimen el palinólogo

usa los diferentes

catálogos para identificar

la especie

Ejercicio: Estrategia de muestreo

Ud participa en la reunión del departamento de Exploración que va a establecer el programa de muestreo para el pozo Esperanza 1, el primero para evaluar un nuevoplay

Con el pronóstico dado, el equipo tendrá que

determinar la frecuencia de muestreo y el tipo de

muestra para el control de los niveles clave durante

la perforación así como asegurar la correcta

evaluación del play.

Aspectos a tener el control durante la perforación:

1. edad

2. medio ambiente

3. otra información bioestratigráfica / geológica que

pueda confirmar el pronóstico

Prepare con su equipo la propuesta para:

frecuencia de muestras de canal(por intervalo)

programa de muestras de pared

Toma de núcleos?

También proponga el tipo de estudios

bioestratigráficos que hacer en cada intervalo

Flujo de trabajo

Procesamiento muestras

� en sitio

� en Lab Identificación de fósiles y

cuantificación de conjuntos

Preparación de la

Carta Bioestratigráfica

Interpretación & Integración

de resultados

Toma muestras