Tesis defendida por Nancy Elizabeth García Serratos y

Tesis defendida por

Nancy Elizabeth García Serratos

y aprobada por el siguiente comité

Dr. Jesús Arturo Martín Barajas

Director del Comité

Dr. Javier Helenes Escamilla

Dr. Mario González Escobar

Miembro del Comité Miembro del Comité

Dr. Oscar Sosa Nishizaki

Miembro del Comité

Dr. Antonio González Fernández Dr. David Hilario Covarrubias Rosales

Coordinador del programa de posgrado en Ciencias de la Tierra

Director de Estudios de Posgrado

22 de Marzo de 2013

CENTRO DE INVESTIGACIÓN CIENTÍFICA Y DE EDUCACIÓN SUPERIOR

DE ENSENADA

Programa de Posgrado en Ciencias

En Ciencias de la Tierra

Modelo de facies de la cuenca cretácico-terciaria de Vizcaíno, Baja California, a partir de la interpretación de registros de pozos y sísmica de reflexión

Tesis

para cubrir parcialmente los requisitos necesarios para obtener el grado de Maestro en Ciencias

Presenta:

Nancy Elizabeth García Serratos

Ensenada, Baja California, México 2013

i

Resumen de la tesis de Nancy Elizabeth García Serratos, presentada como

requisito parcial para la obtención del grado de Maestro en Ciencias en ciencias de la tierra con orientación en Geología.

Modelo de facies de la cuenca cretácico-terciaria de Vizcaíno, Baja California, a partir de la interpretación de registros de pozos y sísmica de reflexión

Resumen aprobado por: ________________________________

Dr. Arturo Martín Barajas Director de tesis

El margen del Pacífico de Baja California contiene cuencas cretácico-terciarias desarrolladas en un ambiente de antearco durante la subducción de la placa Farallón, que culminó en el Mioceno medio. Datos sísmicos y de cuatro pozos exploratorios marinos de PEMEX permitieron analizar las secuencias sismoestratigráficas, la litoestratigrafía y electrofacies de pozos para definir la evolución de la cuenca Vizcaíno y su ambiente de depósito. La cuenca de Vizcaíno se extiende en dirección NNW desde el alto estructural de Lagunitas, al sur de Guerrero Negro, B.C.S, hasta la latitud 29° N en el margen continental. La porción marina tiene un ancho de ~60 km y 250 km de largo. En esta se identificaron cuatro unidades principales separadas por 3 límites de secuencia. La Unidad 1 sobreyace al basamento volcánico-plutónico y se caracteriza por facies de conglomerado con arenisca, lutita y caliza subordinadas. La Unidad 2 es la de mayor espesor (>1900 m en el depocentro) con estratos de arenisca arcillosa y lutita con intercalaciones de conglomerado que representa una transgresión marina durante el Cenomaniense a Turoniense. La Unidad 3 está separada por una discordancia de carácter local, pero litológicamente es similar a la Unidad 2, y representan condiciones neríticas al este y batiales al oeste. En la región sur de la cuenca se observaron pliegues amplios de baja amplitud, con ejes de orientación NNW-SSE que afectan a las unidades 2 y 3 y controlan localmente su espesor. Clinoformas distribuidas en intervalos discretos en las unidades 2, 3 y 4 indica la progradación de la plataforma continental hacia el oeste. Interpretamos que las unidades 2 y 3 construyeron en gran medida la plataforma continental al oriente del frente de cabalgaduras del prisma acrecional durante el Cretácico Tardío y el Paleógeno. La discordancia en la cima de la Unidad 3 indica la inversión de la cuenca y la erosión de la plataforma continental durante el Eoceno Medio al Mioceno Temprano posiblemente debido a la subducción plana de la joven placa oceánica Farallón. La Unidad 4 es del Mioceno y tiene de >350 m de espesor hacia el oeste y se distingue por reflectores horizontales cortados por las fallas neogénicas en el borde de la plataforma continental moderna Palabras clave: Cuenca de antearco, Vizcaíno, Baja California, estratigrafía Cretácico-Terciario.

ii

Abstract of the thesis presented by Nancy Elizabeth García Serratos as a partial requirement to obtain the Master in Science degree in Earth Science with emphasis in Geology. Facies model of Cretaceous-Tertiary Vizcaíno fore-arc basin, Baja California, from

interpretation of industry well-log and seismic reflection images. Abstract approved by:

____________________________________ Dr. Arturo Martín Barajas

Director de tesis

The Pacific margin of Baja California contains Cretaceous-Tertiary fore-arc basins developed during the subduction of Farallon plate. Seismostratigraphic, litostratigraphic and electrofacies analysis of seismic data and four marine wells property of PEMEX allow integration of a chronostratigraphic evolution of the Vizcaíno basin and its depositional environment. The Vizcaíno basin extends for 250 Km northwestward from the structural high of Lagunitas south of Guerrero Negro. The marine portion of Vizcaíno basin is 60 Km wide and narrows northwards due to Neogene faulting. The forearc basin contains four units separated by three regional unconformities or sequence boundaries. Unit 1 overlies the volcanic-plutonic basement and is characterized by conglomerate with subordinated sandstone, shale and limestone reef-coquina. Unit 2 is >1900 m-thick at its depocenter and is composed by fine-grained sandstone, shale and minor interbedded conglomerate. Unit 2 represents a Cenomanian to Turonian marine transgression. Unit 3 overlies a local unconformity but is lithologically similar to Unit 2, and both represent neritic conditions to the east and bathyal depths to the west, this is best imaged in the southern part of the basin. Low-amplitude folds with axes oriented NNW-SSE affect units 2 and 3, and control its thickness. Clinoforms on discrete intervals in units 2, 3 and 4 indicate the progradation of the continental shelf to the west. We interpret that units 2 and 3 constructed large part of the continental shelf to the east of the subduction accretionary prism during the late Cretaceous and Paleogene. The unconformity at the top Unit 3 indicates basin inversion and erosion of the continental shelf from middle Eocene to early Miocene. This hiatus probably resulted from a flat subduction of the young Farallon plate. Unit 4 is a >350 m thick sandstone-siltstone unit of Miocene age. Unit 4 thickens to the west and its distinctive horizontal reflectors are cut by Neogene faults at the edge of the modern continental shelf. Keywords: Fore-arc basin, Vizcaíno, Baja California, stratigraphy, Cretaceous-Tertiary.

iii

Dedicatorias

Dedico este trabajo a las mujeres más importantes en mi vida; Josefina, Elizabeth, Yarahi, y al hombre más especial; Carlos.

A mis amigos que desde lejos siempre me brindaron su apoyo; Azucena, Claudia, David B., Gely, Jasso, Karina,

Leonel, Mariana, Ricardo, Ramón, Sergio, Tavira, Ulises, Ing. Lugo, Ing. Martín, Ing. Octavio e Ing. Saavedra.

A Alejandra, Almendra, Claudia, Elia, Lía, Minerva, y Viridiana por su amistad incondicional, momentos inolvidables y porque no pude encontrar en Ensenada mejor amistad que con ustedes.

A Florian, Jorge, Leo y Rainer por todo su cariño, protección, consejos, amistad y todas las aventuras

siempre los tendré presentes.

iv

Agradecimientos

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología, por apoyarme económicamente durante mi estancia de maestría, al igual que al Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, por haberme dado la oportunidad de prepararme más. A mi director de tesis Dr. Arturo Martín Barajas, por su apoyo, consejos enseñanzas y su paciencia. A mis sinodales, Dr. Javier Helenes Escamilla, Dr. Mario González Escobar y Dr. Oscar Sosa Nishizaki, por su comprensión, apoyo y recomendaciones, les estoy muy agradecida a todos. A todo el personal técnico que siempre me apoyo; Francisco del Toro, Humberto Benítez, José Mojarro, Martín Pacheco, Sergio Arregui y Víctor Frías. A Martha Elva Barrera y Concepción González Martínez porque siempre que necesitaba apoyo administrativo, fueron muy amables, eficaces. A mis compañeros de generación, y a todas las personas que sin estar si quiera en el mismo programa, compartí muy buenos momentos; Angie, Armando, Brisia, Diego, Erick, Froy, Fabián, Flora, Gabys, Ismael Y., Javis, Jess, Itzia, Karina, Karla, Leopoldo, Mir, Mauro, Marciano, Martín, Meño, Osmar, Olaf, Pepe, Ramoncito, Tania, Teresa, Tzitlali y Xochitl.

v

Contenido

Página Resumen i

Abstract ii

Dedicatorias iii

Agradecimientos iv

Lista de figuras viii

Lista de tablas xii

1. Introducción 1

1.1 Cuencas antearco 1

1.2 Objetivos de la tesis 2

1.3 Evolución geológica y tectónica del margen occidental de Baja California

4

2. Metodología y datos 7

2.1 Líneas sísmicas de PEMEX 8

2.2 Registros de pozos 11

2.3 Limites de secuencia, cronoestratigrafía y modelo de facies 11

3. Interpretación sísmica 13

3.1 Estratigrafía sísmica 13

3.2 Definición de unidades o secuencias sedimentarias 13

3.2.1 Unidad 1 16

3.2.1.1 Facies sísmicas 16

3.2.1.2 Configuración de la cima de la Unidad 1 (LS-1) 21

3.2.2 Unidad 2 22


3.2.2.2 Configuración de la cima de la Unidad 2 (LS-2) 23

3.2.3 Unidad 3 26


3.2.3.2 Configuración de la Unidad 3 (LS-3) 27

vi

3.2.4 Unidad 4 28


4. Estratigrafía de pozos 29

4.1 Pozo LB-1 29

4.1.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria 29

4.1.2 Unidad 2 Secuencia de lutita y arenisca 31

4.1.3 Unidad 3 Secuencia de lutita arenosa y lutita 32

4.1.4 Unidad 4 Secuencia de arenisca 33

4.1.5 Síntesis estratigráfica 33

4.2 Pozo CA-1 35


4.2.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca 37

4.2.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita 38

4.2.4 Unidad 4 Secuencia de lutita 38


4.3 Pozo BO-1 40

4.3.1 Unidad 1Secuencia de conglomerado y lutita 40

4.3.2 Unidad 2 Secuencia de conglomerado a lutita 42

4.3.3 Unidad 3 Secuencia arenisca arcillosa y lutita 42


4.4 Pozo TO-1 43


4.4.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca 46

4.4.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita 46

4.4.4Unidad 4 Secuencia lutita 48


5. Discusiones 49

5.1 Cronoestratigrafía de la cuenca de Vizcaíno 49

5.1.1 Edad de las secuencias estratigráficas 49

vii

5.1.2 Correlación con regiones adyacentes 57

5.2 Modelo de facies 64

5.2.1 Modelo de facies de la Unidad 1 64

5.2.2 Modelo de facies de la Unidad 2 66

5.2.3 Modelo de facies de las Unidades 3 y 4 67

5.2.4 Síntesis 69

5.3 Estructura de la cuenca de Vizcaíno 71

5.3.1 Geometría de la cuenca 71

Conclusiones 73 Referencias bibliográficas 75

viii

Lista de figuras

Figura Página 1a Diagrama de los componentes principales de una cuenca de antearco

y los principales factores que controlan la subsidencia en una cuenca de antearco.

1

1b Mapa geológico batimétrico de la península de Baja California y el margen continental del Pacífico. La antigua trinchera define la zona de subducción ahora inactiva. Las rocas graníticas son las raíces del arco magmático Cretácico. La sección A-A´ ilustra el esquema transversal.

3

2 Modelo de evolución de la cuenca de antearco (Vizcaíno) que inicia hacia finales de la fase dos en un marco tectónico de extensión moderada en posición antearco y trasarco. Que posteriormente cambia a un margen de arco compresional cerrándose la cuenca de trasarco.

5

3 Diagrama de flujo que muestra la secuencia del desarrollo de la tesis. 7 4 Mapa de ubicación de las líneas sísmicas 16 transversales, 5

longitudinales y los 4 pozos en la cuenca de Vizcaíno. Hacia la parte noroeste de la cuenca se observa el quiebre de la plataforma y en la parte suroeste de la cuenca el quiebre del actual talud continental.

10

5 Configuración de reflectores que definen las sismofacies en las líneas símicas; dónde A representa a las sismofacies ondulantes, B paralelas, C caóticas y D subparalelas.

12

6 Mapa de ubicación de las tres regiones en la cuenca de Vizcaíno. La región norte abarca de la línea sísmica 46 a la 34 (transversales) conteniendo en la 36 al pozo LB-1 y parte norte de la línea 9 y 7 (longitudinales). La región centro se extiende de la línea sísmica 30 a la 20, y parte central de la línea 9 y 7. La región sur incluye las líneas sísmicas 16 a la 2 (transversales), y 17, 13, 9 y 7 (longitudinales) conteniendo a los pozos BO-1, CA-1 y TO-1

15

7 Sección sísmica transversal en la región norte de la cuenca Vizcaíno, mostrando 3 límites de secuencia que delimitan a las 4 unidades principales interpretadas. Todas las unidades se acuñan al este de la cuenca. La Unidad 2 es la de mayor espesor hasta con 2 s (TVD). En su parte media y externa., la Unidad 3 tiene un espesor máximo de ~0.6 s y la Unidad 4 de 1 s. El espesor de la Unidad 1 es difícil de distinguir debido a la baja resolución de las imágenes, su base se encuentra delimitada por el basamento acústico que se relaciona a rocas cristalinas.

17

8 Sección sísmica transversal en la región sur de la cuenca Vizcaíno, con los límites de secuencia regionales que delimitan a las 4 unidades principales interpretadas. La Unidad 2 alcanza su mayor espesor (~2 s) hacia el centro de la cuenca, mientras que en la Unidad 3 los mayores espesores se encuentran cercanos a la costa y hacia la parte externa de la cuenca. La Unidad 4 no muestra variaciones tan importantes, aunque tiende a engrosar hacia el oeste. El pozo CA-1 se ubica entre los cdp 300 y 400.

18

9 Sección sísmica transversal a la cuenca Vizcaíno en la región sur, se observa variaciones en el espesor de las unidades a lo ancho de la cuenca. La Unidad 2 tienes su máximo espesor en la parte central y en la parte externa de la cuenca. La Unidad 3 está controlada por el desarrollo de pliegues de baja amplitud. La Unidad 4 es muy delgada y constantes espesor (0.2 s) a lo largo de toda la línea sísmica.

19

ix

10 Sección sísmica 30 en la región centro. Se observa que las unidades 1 y 2 se acuñan hacia la costa (igual que en la región norte) mientras que las unidades 3 y 4 tienen espesor constante entre los cdp 0 a 600 y engruesan hacia el oeste. Las sismofacies de la Unidad 1 cercana a la costa son subparalelas y lateralmente cambian a sismofacies ondulantes y caóticas en el extremo oeste. La Unidad 2 se caracteriza por sismofacies caóticas y ondulantes en la base y subparalelas-ondulantes en la cima. Esto refleja un cambio litológico hacia depósitos continuos de grano fino (arenisca lodosa a lutita).

20

11 (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 1 (LS-1). Hacia la parte WSW el LS-1 profundiza de 1200 ms a 3600 ms. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-1. Se muestra que el LS-1 es somero hacia la costa moderna y profundiza en la parte sur-oeste).

21

12 (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 2 (LS-2). Hacia la parte externa profundiza hasta los 1500 ms y al sur-oeste se observa una distribución irregular que producen los antiformes y nudos de corbata producidos por la falta de correlación del LS-2 en los cruces de las líneas. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-2. Hacia el margen peninsular se observa poca variación en profundidad, y aumenta hacia la parte oeste del área de estudio..

24

13 Sección sísmica longitudinal a la cuenca Vizcaíno en la región sur. Dos antiformes de expresión local afectan la parte superior de la Unidad 2 y a la Unidad 3. Los pliegues tienen una longitud de onda de ~7 km y 0.2 a 0.25 s. El eje de estos pliegues se orienta al nor-noroeste. La parte superior de la Unidad 2 presenta variación de espesor al parecer controladas por la formación de estos pliegues. El espesor de la Unidad 3 también está controlado por estos pliegues.

25

14 Izquierda malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 3 (LS-3) que muestra una posición casi horizontal en la mayor parte de la cuenca, al nor-oeste profundiza hasta los ~700 ms en el límite de la plataforma continental. Derecha mapa de interpolación obtenido de la interpolación de los datos de la malla del LS-3, que muestra una distribución casi horizontal en gran parte de la cuenca, y variaciones locales de profundidad al sur-oeste de la cuenca.

27

15 Columna estratigráfica del pozo LB-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). Integrada con información de paleobatimetía y edades consenso. Donde se observan las 4 unidades principales, las líneas punteadas son las 3 discordancias mayores.

30

16 Electrofacies interpretadas en los registros de pozo LB-1. En A se muestra la respuesta del registro ILD de los estratos de caliza arrecifal descritos en el reporte de PEMEX (1976). El registro sale de la escala horizontal de 0.2 a 200 Ohm/m. B, electrofacies granodecreciente en forma de campana, C, E, G, H e I son electrofacies granocrecientes, D, F y J son electrofacies de patrón de bloque. De B a F los registros de RG tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

34

17 Columna estratigráfica del pozo CA-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). La información de paleobatimetría y edades consenso definen la edad de las 4 unidades principales y los límites de secuencia (LS) que las dividen.

36

18 Electrofacies interpretadas de los registros del pozo CA-1. A representa la única electrofacies granodecreciente en forma de

39

x

campana, B y D son electrofacies de apilamientos de bloque y C electrofacies de patrón de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

19 Columna estratigráfica del pozo BO-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). Integrada con información de paleobatimetía y edades consenso. Donde se observan 3 unidades principales, la línea negra continua nos marca la discorndancia entre el basamento y la primera unidad, las dos líneas punteadas son las discordancias mayores encontradas en esa columna.

41

20 Electrofacies interpretadas en la columna del pozo BO-1. A es la única electrofacies granodecreciente en forma de campana, B y D son electrofacies de bloque y C electrofacies de apilamiento de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

43

21 Columna estratigráfica del pozo TO-1, obtenida a partir de los registros SP, ILD y RG. Donde se observan las 4 unidades principales, divididas por las 3 discordancias mayores, representadas por las líneas punteadas. Las edades fueron compiladas de una columna estratigráfica de PEMEX.

45

22 Electrofacies interpretadas de los registros del pozo TO-1. A, E y G son electrofacies granocrecientes en forma de embudo, B y C son electrofacies granodrecrecientes o de campana. D, F y H electrofacies de forma de bloque. Todas las electrofacies tienen una escala horizontal de -150 a 40 MV.

47

23 Sección 36 que incluye al pozo LB-1. El límite de secuencia 1 (LS-1) coincide con el cambio de lutita arenosa a arenisca, hacia arriba observamos el LS-2 que se identifica con una disminución en el tamaño de grano (arenisca a lutita arenosa), por último el LS-3 que coincide con el cambio de lutita a arenisca. La Unidad 1 es una secuencia volcanosedimentaria representada por sismofacies caóticas. La Unidad 2 una intercalación de lutita y arenisca expresada por sismofacies, paralelos, subparalelos, ondulante y caóticos en algunas partes. La Unidad 3 una secuencia de lutita arenosa y lutita, que coincide con sismofacies subparalelas y paralelas. La Unidad 4 solo de arenisca con sismofacies subparalelas.

54

24 Sección L-2 que incluye al pozo CA-1. El límite de secuencia 1 (LS-1) coincide con el cambio de lutita a arenisca. LS-2 se identifico en el cambio de lutita a arenisca, y el LS-3 con una transición de lutita arenosa a lutita. La Unidad 1 es una secuencia volcanosedimentaria que coincide con sismofacies caóticas y ondulantes. La Unidad 2 una secuencia de lutita y arenisca representada por sismofacies paralelas y subparalelas. La Unidad 3 se trata de una secuencia de lutita arenosa y lutita con sismofacies paralelas principalmente. La Unidad 4 es lutita y presenta sismofacies paralelas.

55

25 Sección con el pozo BO-1 proyectado. El LS-1 marca el cambio de material fino a grueso (lutita arenosa-conglomerado). El LS-2 se interpreto en un cambio de lutita arenosa a lutita. El LS-3 no se pudo localizar en el pozo debido a que su registro comienza a partir de los ~0.6 s. La Unidad 1 se caracteriza por sismofacies subparalelas, paralelas y caóticas que coincide litología de grano fino y grueso que descansa sobre un basamento cristalino. La Unidad 2 secuencia volcanosedimentaria que se expresa por medio de sismofacies paralelas, subparalelas, ondulantes y caóticas. La Unidad 3 de

56

xi

arenisca arcillosa y lutita concuerda con sismofacies paralelas y subparalelas.

26 Correlación estratigráfica de los tres pozos de PEMEX en la cuenca Vizcaíno. Las paleobatimetrías de la Unidad 1 en general son de continentales a someras, excepto en el pozo BO-1 que llega hasta batial superior. La Unidad 2 coincide en los pozos e incluye batial superior en el Cretácico Superior. La Unidad 3 en general son paleobatimetrías mas profundas y el pozo BO-1 alcanzó hasta batial medio. La Unidad 4 solo se encontró en 2 de los pozos y es particularmente somera.

62

27 Correlación de las unidades interpretadas en la cuenca de Vizcaíno con unidades adyacentes reportadas por Kimbrough et al. (2001). Se observa una gran similitud en edad entre la Unidad 1 de esta tesis, con las secciones de norte y sur de la península de Vizcaíno, de acuerdo a Kimbrough et al. (2001) pertenecen al Grupo Valle.

63

28 Parte norte de la línea sísmica 9, donde se observan reflectores progradando hacia el sur. También se observan los tres límites de secuencia principales que separan las 4 unidades en la cuenca Vizcaíno.

70

xii

Lista de tablas

Tabla Página 1 Parámetros del procesado de las líneas sísmicas a partir de datos

escaneados y digitizados. 8

2 Elementos que controlan la depositación de sedimentos (Tomado y modificado de Falcón R., 2008).

13

3 Duraciones de los diferentes ciclos del nivel del mar (Tomado y modificado de Falcón R., 2008).

14

1. Introducción 1.1 Cuencas antearco Las cuencas de antearco se forman en zonas de subducción entre el prisma de

acresión y el arco volcánico (Ingersoll et al., 1995). La estructura de los complejos

de subducción esta controlada por el espesor y la edad de la placa oceánica en

subducción, el espesor variable de sedimentos en la trinchera, la pendiente del

plano de subducción, la velocidad y oblicuidad de convergencia entre las placas

(Dickinson et al., 1995). La subsidencia en la cuenca de antearco está controlada

por la combinación de los siguientes factores: (a) Flotabilidad negativa de la

corteza oceánica (descendente). (b) Hundimiento por flexión del sustrato de la

cuenca de antearco bajo la creciente carga tectónica del complejo de subducción.

(c) Carga litostática debido al relleno de la cuenca de antearco. (d) Subsidencia

termotectónica del flanco del arco magmático (figura 1a de Dickinson, 1995).

Fig.1a Diagrama de los componentes principales de una cuenca de antearco y los principales factores que controlan la subsidencia en una cuenca de antearco. a) Flotabilidad negativa de la corteza oceánica, b) Hundimiento por flexión del sustrato de la cuenca de antearco bajo la creciente carga tectónica del complejo de subducción, c) Carga litostática debido al relleno de la cuenca de antearco, d) Subsidencia termotectónica del flanco del arco magmático. Modificado de Dickinson (1995, p. 211)

2

La erosión del arco volcánico cercano provee de sedimentos volcanoclásticos y

arcósicos a la cuenca de antearco. El prisma de acreción también puede ser

fuente de sedimentos y servir de barrera para represar los sedimentos en la

cuenca de antearco. También puede haber aporte de sedimentos derivados del

complejo de subducción que puede contener ofiolitas (Einsele, 1992). Los

sedimentos depositados en las cuencas de antearco suelen ser inmaduros y en

consecuencia la reducción de la porosidad durante el enterramiento progresivo es

comúnmente rápido (Ingersoll et al., 1995).

La historia tectónica y magmática del noroeste de México está estrechamente

relacionada con los procesos de subducción de la placa de Farallón debajo de la

Norteamérica desde el Cretácico temprano al Mioceno medio. La cuenca Vizcaíno

se clasifica como una cuenca antearco ya que es el resultado de la convergencia

entre estas dos placas. Esta cuenca se extiende en dirección NNW en el margen

Pacífico de Baja California. Tiene un ancho aproximado de 60 km y largo de 250

km, abarcando desde el Alto de Lagunitas al sur de Guerrero Negro hasta la latitud

29° N (figura1b) y fue objeto de varios programas de exploración de PEMEX

desde los años cincuentas hasta principios de los años ochenta. La recopilación

de datos sísmicos y de pozos de PEMEX sirvió para el desarrollo de este trabajo

de tesis.

1.2 Objetivos de la tesis El objetivo de la tesis comprende la interpretación de veintidós líneas sísmicas y

registros de tres pozos de PEMEX en la región marina de la cuenca de Vizcaíno

(figura 1B) para obtener el modelo de facies dominante y la evolución de la cuenca

durante el Cretácico y el Paleógeno. Se pretende identificar los principales límites

de secuencia (discordancias mayores) y las unidades que separan. Esta

interpretación sísmica y de pozos se integra a la información cronoestratigráfica,

litoestratigráfica y paleobatimetrías de los tres pozos de PEMEX que fueron

estudiados por Helenes y colaboradores (2011).

3

Figura1b. Mapa geológico batimétrico de la península de Baja California y el margen continental del Pacífico. La antigua trinchera define la zona de subducción ahora inactiva. Las rocas graníticas son las raíces del arco magmático Cretácico. La sección A-A´ ilustra el esquema transversal Dickinson(1995) y su relación con la cuenca de Vizcaíno, desde la antigua trinchera hasta el antiguo arco magmático. Modificado de Martín Barajas y Suarez Vidal (2011).

4

1.3 Evolución geológica y tectónica del margen occidental de Baja California Las rocas mesozoicas que componen la península de Baja California, constituyen

uno de los mejores ensambles de subducción expuestos en un margen

convergente, con el desarrollo de una cuenca antearco entre el prisma de acreción

el arco volcánico (Ingersoll et al., 1995).

El modelo de evolución de la cuenca de Vizcaíno, sugiere que la subducción inicia

con una litósfera oceánica (c.f. placa Farallón) antigua y fría que debió tener una

tasa de subducción alta. Progresivamente entre el Cretácico temprano y el

Eoceno-Oligoceno la placa oceánica se vuelve más joven.

Se ha propuesto que este cambio progresivo en las condiciones de subducción se

refleja en tres fases de deformación (Busby, 2004) (figura 2). La primera fase

consiste en un periodo altamente extensional en la posición intra-arco durante el

Triásico-Jurásico (220-130 Ma), caracterizado por un arco intraoceánico. La

segunda fase se trata de extensión moderada en posición antearco y trasarco

(140-100 Ma). Esta segunda fase está representada por un arco de islas

separadas del margen continental por una estrecha cuenca de trasarco, esta se

ubicaría al este de la actual península; al oeste del lado opuesto, se desarrolló la

cuenca de antearco. La tercera fase de deformación cambia a un sistema

compresional del arco continental (100-70 Ma). Durante esta fase la cuenca de

trasarco se cierra y el arco continental se eleva y erosiona, lo que representa la

principal fuente de sedimentos hacia la cuenca de antearco (Ingersoll y Busby,

1995; Kimbrough et al., 2001; 2003).

En base a los antecedentes geológicos se infiera que el inicio de la cuenca de

Vizcaíno comienza hacia finales de la fase 2 propuesta por Ingersoll y Busby

(1995).

5

El acercamiento de la dorsal Pacífico-Farallón a la antigua trinchera marca el fin

de la subducción y el inicio de un cambio tectónico mayor en el límite de placas.

Remanentes de la placa Farallón (microplacas Guadalupe y Magdalena) indican

que en el Mioceno cambió el ángulo de convergencia previamente al cese de la

subducción en el Mioceno temprano (Michaud et al., 2006). Este cambio ocasionó

el desarrollo del sistema de fallas San Benito Tosco-Abreojos que acomodó parte

de la cizalla entre las placas Pacifico y Norteamérica antes y después de iniciar el

rift del Golfo de California (Normark et al., 1991). Estudios geofísicos y geodésicos

indican que este sistema de falla aún acomoda deformación entre la península de

Figura.2. Modelo de evolución de la cuenca de antearco (Vizcaíno) que inicia hacia finales de la fase dos en un marco tectónico de extensión moderada en posición antearco y trasarco. Que posteriormente cambia a un margen de arco compresional cerrándose la cuenca de trasarco. Modificado de Busby (2004, p. 244)

6

Baja California y la placa Pacífico (Michaud et al., 2006; Dixon et al., 2000) y parte

de la deformación en el borde continental afecto el registro estratigráfico de la

cuenca de antearco, e hizo más angosto el margen continental al norte de la Isla

cedros (Lonsdale, 1991).

7

2. Metodología y datos

En el siguiente diagrama de flujo (figura 3) se sintetizan las principales etapas del

desarrollo de este trabajo.

Figura 3. Diagrama de flujo que muestra la secuencia del desarrollo de la tesis.

8

Tabla 1. Parámetros del procesado de las líneas sísmicas a partir de los datos escaneados y digitizados (González Escobar, 2011).

En esta tesis utilizamos veintidos líneas sísmicas y registros de tres pozos

obtenidos por PEMEX en la década de los setentas y principios de los ochenta,

para conocer el potencial petrolero de las cuencas en el margen del Pacífico de

Baja California. En el periodo de agosto 2009 a agosto de 2011 el grupo de

Estudios de Cuencas de la División de Ciencias de la Tierra del CICESE realizó

para PEMEX la integración de la información geológica y geofísica disponible. En

esta tesis se utilizan las líneas sísmicas y los registros de pozos en su región

marina de la cuenca Vizcaíno para estudiar la evolución de la cuenca y los

ambientes sedimentarios (Figura 4).

2.1 Líneas sísmicas de PEMEX

Las líneas sísmicas de PEMEX (Figura 4) se colectaron con un sistema de 48

canales, 6 segundos de registro, 50 m distancia entre hidrófonos, tiene 1200 % de

apilamiento, 2 ms intervalo de muestreo, la fuente de energía fue un cañón

AQUAPULSE (Tabla 1) (González Escobar, 2011).

Parámetro Sección 2 Sección 16 Sección 36

Fuente de energía AQUAPULSE

Num. De canales 48 48 48

Long. De grabación 6 s 6 s 6 s

Dist. Entre PTs 50 m 50 m 50 m

Intervalo de muestreo 2 ms 2 ms 2 ms

Apilamiento 1200 % 1200 % 1200 %

Cantidad de disparos 897 1119 862

Filtro bajo/alto 8Hz45 5Hz40 5Hz40

Tiempo bajo/alto 0.1-6.0 s 0.1-6.0 s 0.1-6.0 s

9

La resolución sísmica se define por la relaciones de λ=

, y

, donde lamda es la

resolución vertical que está determinada por la longitud de onda y que depende de

la velocidad (m/s) en que viajan las ondas entre la frecuencia dominante (Hz) el

resultado se divide entre el valor del espesor mínimo resoluble con valor de 4.

Debido a que no se tienen los datos suficientes para sustituirlos en las fórmulas,

no se puede conocer con exactitud la resolución. No obstante las velocidades de

apilamiento comúnmente indican que 1000 ms equivalen a 1000 m, en los

primeros dos segundos de registro, resultando que cada horizonte ó reflector son

~20 m.

Las líneas sísmicas de PEMEX fueron vectorizadas y georefrenciadas en CICESE,

se les aplicó un filtro (PostStack). Debido a la baja resolución de las líneas

sísmicas presentan una calidad de regular a mala y la interpretación se centró en

ubicar los principales límites de secuencias y las facies sísmicas de mayor escala.

En total se interpretaron 22 líneas sísmicas (Figura 4), de las cuales 16 son

transversales a la cuenca Vizcaíno (ENE-WSW), 4 líneas son longitudinales en

dirección NNW y dos líneas sísmicas son oblicuas a la malla ortogonal

La interpretación de las discordancias mayores y locales se realizó con el software

Seiswork de Landmark. Los principales límites de secuencia se interpretaron con

base a las relaciones angulares de los paquetes sismoestratigráficos y se

utilizaron los conceptos de estratigrafía de secuencias (Catuneanu, 2006).

10

Figura 4.Mapa de ubicación de las líneas sísmicas en la cuenca de Vizcaíno, 16 transversales, 5 longitudinales. Los pozos LB-1, BO-1 y CA-1 contienen registros, e informe técnico final, mientras que el pozo TO-1 solo tiene los registros y una descripción litológica simplificada y fue utilizado como apoyo. Al noroeste la plataforma continental es más angosta. (Líneas sísmicas vectorizadas y georeferenciadas en CICESE por González Escobar, 2011).

11

2.2 Registros geofísicos de pozo

Los pozos marinos LB-1, CA-1, y BO-1 contienen registros geofísicos de rayos

Gamma (GR), Potencial Espontáneo (SP), Inducción Profunda (ILD), y el registro

tiempo de tránsito (DT). La resolución de las lecturas en los registros de pozo es

en promedio un dato cada 13 cm. Estos pozos también cuentan con un informe

final que fue utilizado como apoyo para la interpretación litológica. El pozo TO-1

tiene los mismos registros geofísicos, pero carece de informe final y se

desconocen los revestimientos de tubería y las condiciones de las corridas de los

registros. De igual forma se realizó su interpretación para tomarlo como apoyo.

Las columnas litoestratigráficas se construyeron con el software Geographix de la

plataforma LandMark. En general se siguieron los criterios del manual de

interpretación de registros de Shlumberguer (Asquith y Gibson, 1982). El módulo

Prizm (Log analysis) de Geographix se utilizó posteriormente para el análisis de

las electrofacies siguiendo la metodología y los criterios descritos de el manual de

Chevron (Chevron oil research., 1994). El registro RG se utilizó para la

construcción de las columnas, ya que este registro proporcionó una mejor

definición de los cambios litológicos. El análisis de electrofacies ayudó a identificar

las variaciones granulométricas, e indirectamente, ayudo a proponer el ambiente

sedimentario.

2.3 Configuración de horizontes, cronoestratigrafía y modelo de facies.

Los horizontes de los límites de secuencias se exportaron al programa ArcGIS

para interpolar los datos y obtener los mapas de isocronas de los límites de

secuencias. La edad de los límites de secuencias se obtuvo de la bioestratigrafía

de alta resolución realizada por Helenes y colaboradores (2011) para el proyecto

PEMEX-CICESE. Estas edades permitieron acotar en tiempo las discordancias

mayores y la edad de las principales unidades estratigráficas.

12

El modelo de facies se definió utilizando principalmente la geometría y las

relaciones de contacto de los reflectores sísmicos que definen facies sísmicas

características (Figura 5). Además, los estudios bioestratigráficos proporcionaron

la paleobatimetría con base en el índice de palinomorfos marinos (Helenes, 2011).

Que es una relación entre las especies marinas y continentales en las muestras de

pozo.

Figura 5. Configuración de reflectores que definen las sismofacies en las líneas símicas; dónde A representa a las sismofacies ondulantes, B paralelas, C caóticas y D subparalelas.

13

3. Interpretación sísmica

3.1 Estratigrafía sísmica

Es una herramienta en la interpretación de paquetes sedimentarios que nos ayuda

a entender los procesos y los factores depositacionales (Tabla 2). El principal

objetivo de esta, es generar modelos geológicos sólidos y congruentes con la

variedad de información disponible. Como ejemplo tenemos a la sismología, que

nos da un marco regional de la geometría estratal, la interpretación de registros

ofrece información más local y fina de la litología y de los sistemas

depositacionales, con la bioestratigrafía obtenemos paleobatimetría y con

cronoestratigrafía las relaciones temporales de los estratos (Chevron oil research,

1994). Se interpretaron 3 límites de secuencia regionales en toda la cuenca que

definieron 4 unidades principales.

3.2 Definición de unidades o secuencias sedimentarias

La secuencia depositacional es la unidad básica de la estratigrafía de secuencias

se trata de una sucesión de estratos más o menos concordantes ó reflectores

sísmicos, genéticamente relacionados, limitados por discordancias regionales,

Factor Control

Subsidencia tectónica Espacio de acomodo

Nivel eustatico Patrones de estratos Distribución de litofacies

Suministro de sedimento Relleno sedimentario Profundidad del agua

Clima Ambiente biológico y Químico

Tabla 2. Elementos que controlan la depositación de sedimentos (Tomado y modificado de Falcón, 2008).

14

cada secuencia generalmente corresponde a ciclos eustáticos (Alonso B., et

al.1989)(Tabla 3).

Existen dos tipos principales de discontinuidades (Catuneanu O., 2006):

Límite de secuencia tipo 1

Es una discontinuidad a nivel regional, que se origina cuando el nivel eustático del

mar cae a mayor ritmo que el de la subsidencia de la cuenca, provocando en la

plataforma erosión subaérea.

Límite de secuencia tipo 2

Se origina durante la exposición parcial de la plataforma, también se

desarrolla cuando la tasa de descenso del nivel del mar es mayor que la tasa

de subsidencia.

Para la determinación de los límites de secuencia que definen las unidades de la

cuenca de Vizcaíno se utilizaron las terminaciones de los reflectores (Downlap,

Toplap, Onlap) que señalan las discontinuidades principales en la cuenca.

Para propósitos descriptivos la cuenca Vizcaíno la dividimos en tres regiones

(Figura 6): La región norte que comprende desde la línea 34 hasta el límite norte

de la malla sísmica. Esta región se caracteriza por una plataforma continental más

estrecha. La región centro comprende hasta la línea 20 que se localiza a la altura

Ciclo Duración

Primer orden 50 + Ma.

Segundo orden 5 – 50 Ma.

Tercer orden 0.5 – 5 Ma.

Cuarto orden 0.1 – 0.5 ma.

Quinto orden 0.01 – 0.1 Ma.

Sexto orden < 0.01 Ma.

Tabla 3. Duraciones de los diferentes ciclos del nivel del mar (Tomado y modificado de Falcón, 2008).

15

de la Isla Cedros. La región sur hasta el límite sur de la malla sísmica en el mar,

aunque la cuenca continúa hacia el sur bajo el complejo lagunar Ojo de liebre

(figura 4).

Figura 6. Mapa de ubicación de las tres regiones en la cuenca de Vizcaíno. La región norte abarca de la línea sísmica 46 a la 34 (transversales) conteniendo en la 36 al pozo LB-1 y parte norte de la línea 9 y 7 (longitudinales). La región centro se extiende de la línea sísmica 30 a la 20, y parte central de la línea 9 y 7. La región sur incluye las líneas sísmicas 16 a la 2 (transversales), y 17, 13, 9 y 7 (longitudinales) conteniendo a los pozos BO-1, CA-1 y TO-1.

16

3.2.1 Unidad 1 La Unidad 1 en la base es una secuencia de forma irregular por encima del

basamento acústico. En la mayoría de las secciones su cima se encuentra entre

los 1000 milisegundos (ms) al NE de la cuenca y profundiza hasta ~3000 ms hacia

el NW. La base es difícil de distinguir debido a la baja resolución de las imágenes

sísmicas, pero en algunas secciones (figura 7) fue posible distinguir un basamento

acústico relacionado a rocas volcánicas o rocas cristalinas que fueron cortadas por

los pozos. En la región norte y centro de la cuenca Vizcaíno la Unidad 1 presenta

el mayor espesor hacia la costa, y se adelgaza hacia el centro y hacia el NW. En

la parte sur la Unidad 1 mantiene un espesor importante en la costa, pero se

adelgaza hacia el centro y engrosa de nuevo hacia él SE (figuras 8 y 9). Sin

embargo, en esta región el basamento asciende localmente y fue cortado por el

pozo BO-1 a 2600 m, lo que indica que la Unidad 1 se adelgaza

considerablemente en ese sitio.

3.2.1.1 Facies sísmicas

Las facies sísmicas características de la Unidad 1 son caóticas, ondulantes y

subparalelas (ver figura 5 de capitulo 2). En la región norte y centro en la parte

cercana a la costa en la mayoría de las secciones se observan sismofacies

subparalelas que lateralmente cambian a ondulantes y caóticas (figura .7), hasta el

centro de la cuenca y parte NW (figura 30). En la región sur las facies sísmicas de

la Unidad 1 son de nuevo subparalelas en la costa (figura 8) y continúan hacia el

centro de la cuenca con cambio lateral a reflectores ondulantes y caóticos; estos

últimos dominantes en la parte SW (figura 9)

17

Fig

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7.

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18

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8.

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21

3.2.1.2 Configuración de la cima de la Unidad 1 (LS-1) La interpretación de la cima de la Unidad 1 se basa en la relación discordante que

tienen los reflectores sísmicos y en un cambio de facies sísmicas sección arriba.

Este cambio define el límite de secuencia 1 (LS-1) y la configuración del LS-1 en

todas las líneas sísmicas define su superficie con profundidades máximas (hasta

3500 ms) en la región sur-oeste, con profundidades más someras hacia la región

norte y sur. En el mapa de interpolación del LS-1 observamos que en la región sur

las profundidades máximas definen el depocentro de la cuenca. Este depocentro

es más somero en las regiones centro y norte, sin embargo en la malla sísmica la

plataforma continental moderna es más angosta es posible que el depocentro de

la cuenca mesozoica fuera afectado por la tectónica del Neógeno.

Figura 11 (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 1 (LS-1). Hacia la parte WSW el LS-1 profundiza de 1200 ms a 3600 ms. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-1. Se muestra que el LS-1 es somero hacia la costa moderna y profundiza en la parte sur-oeste).

22

3.2.2 Unidad 2 La Unidad 2 es la de mayor espesor en toda la cuenca y se encuentra limitada por

los límites de secuencia, LS-1 en la base y LS-2 en su cima. Este último límite de

secuencia fue ubicado en la mayor parte de las secciones hacia los ~500 ms en la

parte cercana a la costa y profundiza a ~1500 ms hacia el NW en la parte externa

de la cuenca. En la región norte y centro (figura mapa de regiones) esta unidad

tiene una forma de cuña hacia la costa actual de la península (figura 7), pero hacia

la región sur esta unidad adquiere una geometría más tabular (figura 8). Hacia la

región norte y centro de la cuenca los espesores más reducidos de la Unidad 2 se

encuentran cercanos a la costa, aumentan de espesor hacia el centro de las

secciones. Los mayores espesores se ubicaron en la parte oriental de la cuenca.

En la región sur la Unidad 2 también adelgaza hacia la costa, pero en la parte

central de la cuenca su espesor aumenta considerablemente y presenta

variaciones hacia el oeste en estructuras antiformes y sinformes que solo se

presentan en esta región de la zona de estudio, aunque comparándolo con las

regiones centro y norte el engrosamiento al SW se conserva.


La Unidad 2 presenta variaciones verticales y laterales de sismofacies

representativas. Incluye sismofacies con reflectores paralelos, subparalelos,

ondulantes y caóticos. Algunas sismofacies son características en las distintas

regiones. En la región norte y centro las facies cercanas a la costa son

principalmente subparalelas y ondulantes, y se observa un cambio lateral hacia la

parte central de las secciones a facies paralelas. Este cambio es particularmente

distintivo en la parte inferior de la Unidad 2 y las facies paralelas se intercalan con

facies subparalelas y ondulantes sección arriba. Este cambio vertical y lateral de

facies sísmicas está bien definido en las regiones central y norte de la cuenca.

En la región sur, las facies cercanas a la costa son también subparalelas y

ondulantes pero también presenta cambios locales a facies paralelas. En la parte

23

media de las secciones y en contraste con las regiones norte y centro, la base de

la Unidad 2 se caracteriza por facies principalmente caóticas, ondulantes y

subparalelas que cambian hacia la cima a facies paralelas y subparalelas.

Otra característica distintiva de la región sur se presenta en la parte externa de la

cuenca, en donde dominan las facies caóticas y ondulantes en la base de la

Unidad 2 y cambia a facies subparalelas y ondulantes en la cima.

3.2.2.2 Configuración de la cima de la Unidad 2 (LS-2)

La cima de la Unidad 2 (LS-2) en las regiones centro y norte muestra pocas

variaciones en profundidad y cubre de forma regular la región central y norte de la

cuenca, excepto en la parte externa y sur en donde profundiza hasta 1500 ms

(figura 12). En la región SW el horizonte LS-2 define antiformes de baja amplitud

(hasta 0.5 segundos) mejor definidos en las secciones. Al parecer su eje se

orienta hacia el nor-noroeste, pero la correlación del eje de los antiformes es

incierta debido a la baja cobertura sísmica. Alternativamente, los pliegues son de

expresión local y tendrían una longitud aproximada de 6 km. En la sección sísmica

13 orientada norte a sur (figura 13) se observan antiformes cuyo eje posiblemente

está cortado de forma oblicua por esta sección. También, en esta sección se

observa que la parte superior de la Unidad 2 presenta variaciones de espesor al

parecer controladas por la formación de los pliegues. Esto se muestra en

terminaciones de “onlap” de los relfectores sísmicos sobre los flancos del

antiforme. La parte media e inferior de la Unidad 2 no muestra estas relaciones de

acuñamiento de los depósitos.

En el mapa de interpolación del LS-2 observamos que al profundizarse el

horizonte LS-2 muestra una configuración más irregular y fue difícil correlacionar

su posición en los cruces de las líneas sísmicas, generando algunos nudos que se

muestran suavizados en la interpolación. Esto se debe también a que las

24

imágenes sísmicas se vuelven más ruidosas (difusas) hacia el suroeste de la

cuenca, pero claramente se definen variaciones importantes en la profundidad de

este horizonte que interpretamos son debidas a deformación sin y post

sedimentaria. En general este límite de secuencia marca un cambio en la

subsidencia de la cuenca.

Figura 12. (a) Malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 2 (LS-2). Hacia la parte externa profundiza hasta los 1500 ms y al sur-oeste se observa una distribución irregular que producen los antiformes y nudos de corbata producidos por la falta de correlación del LS-2 en los cruces de las líneas. (b) Mapa de interpolación de la malla del LS-2. Hacia el margen peninsular se observa poca variación en profundidad, y aumenta hacia la parte oeste del área de estudio.

25

Fig

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13.

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26

3.2.3 Unidad 3 La Unidad 3 está limitada en su base por el LS-2 y parte superior por el LS-3, la

cima de esta unidad profundiza ligeramente hacia el oeste y se encuentra entre los

~300 ms del lado de la costa y ~500 ms en la parte externa. La geometría de esta

secuencia (Unidad 3) claramente está controlada por los pliegues observados en

la región sur. Los mayores espesores se ubican en los sinformes de los pliegues y

disminuyen sobre la cima. En la parte centro y norte este efecto no se observa y el

espesor de la Unidad 3 aumenta ligeramente hacia la parte externa de la cuenca.

En la zona norte la Unidad 3 tiene poco espesor (200 ms a 300 ms) y forma

tabular en la mayoría de las líneas sísmicas (figura 36). Solo el extremo oeste de

las secciones muestra que la cima y la base profundizan y el espesor aumenta

hasta 600 ms.


La Unidad 3 se distingue por reflectores sísmicos lateralmente continuos que

definen facies paralelas, subparalelas y ondulantes. En las regiones norte y centro,

cercanos a la costa las facies son paralelas y lateralmente cambian a facies

subparalelas hacia la parte media y externa de la cuenca. En la región sur cerca

de la costa las sismofacies son paralelas y cambian a subparalelas, en la parte

media en donde también se presentan ondulantes en la base y hacia la cima

cambian a paralelas.

En la región sur, y en particular la parte SW, la secuencia se compone

principalmente de una intercalación de facies ondulantes en la base y cambian a

subparalelas y paralelas en la cima. Esto indica depositación sobre una superficie

sin relieve.

27

3.2.3.2 Configuración de la cima de la Unidad 3 (LS-3)

En el mapa de configuración del LS-3 se observan variaciones de 150 a 600 ms,

que comparativamente con la variación del LS-1 y LS-2 mostraría una posición

horizontal en la mayor parte de la cuenca. La variación más grande del LS-3 se

presenta hacia el margen noroeste, en donde, se profundiza hasta los ~700 ms en

el límite de la plataforma continental. En contraste, en la región centro y sur el LS-

3 se mantiene a la misma profundidad que la parte central y localmente al oeste

de Isla Cedros y norte de la península de Vizcaíno este horizonte se vuelve

somero. En general el mapa de interpolación del horizonte LS-3 muestra una

distribución subhorizontal en la mayor parte de la cuenca, aunque localmente se

observan también altos y bajos hacia la parte W y SW (figura 14).

Figura 14. Izquierda malla obtenida de la interpretación del límite de secuencia 3 (LS-3) que muestra una posición casi horizontal en la mayor parte de la cuenca, al nor-oeste profundiza hasta los ~700 ms en el límite de la plataforma continental. Derecha mapa de interpolación obtenido de la interpolación de los datos de la malla del LS-3, que muestra una distribución casi horizontal en gran parte de la cuenca, y variaciones locales de profundidad al sur-oeste de la cuenca.

28

3.2.4 Unidad 4

La Unidad 4 tiene un espesor muy reducido en la mayor parte de la cuenca de

Vizcaíno (<400 ms). La resolución de las líneas sísmicas y el tratamiento a la

señal durante el procesado no permite definir si esta secuencia tiene una cima

bien definida. Por este motivo la cima de la Unidad 4 se considera el fondo marino

actual. En la región norte y centro la Unidad 4 tiene forma tabular de poco espesor

en la mayor parte de la cuenca (250 ms), pero su espesor se incrementa hacia el

quiebre de la plataforma continental moderna, en donde puede alcanzar hasta 600

ms (figura 7).

En la región sur la Unidad 4 tiene su mayor espesor en la parte central de la

cuenca y se adelgaza hacia el oeste en las inmediaciones de Isla de Cedros y al

norte de la península de Vizcaíno.


La Unidad 4 se caracteriza por facies paralelas y subparalelas, los reflectores son

lateralmente continuos y con alto contraste de impedancia.

En las regiones norte y centro se observa en general el mismo patrón de

sismofacies paralelas de la costa a la parte externa de la cuenca. Hacia la parte

central de las secciones, la geometría de algunas sismofacies sugiere la presencia

de pequeños cuerpos lenticulares. Avanzando al oeste de las secciones se

presentan discordancias locales definidas por sismofacies subparalelas con

pendiente hacia el oeste que terminan en “onlap” y “downlap” sobre sismofacies

paralelas y subparalelas.

En la región sur cercano a la costa y en la parte media de las secciones se

observan facies paralelas y hacia el SW en algunas secciones se observan facies

paralelas que lateralmente cambian a subparalelas.

29

Debido a que en la cuenca solo se encontraron tres discontinuidades mayores o

límites de secuencia no se cuenta con un mapa de interpretación de un LS-4.

4. Estratigrafía de pozos

4.1 Pozo LB-1

La columna estratigráfica del pozo LB-1 se realizó con la interpretación de los

registros RG (Rayos Gamma) y SP (Potencial Espontáneo), apoyados en el

registro ILD (Induction Long Depth) y la descripción del informe final del pozo

(PEMEX, 1979). Tomando como base la interpretación litológica y su correlación

con los límites de secuencia interpretados en las secciones sísmicas, la

estratigrafía de este pozo se dividió en 4 unidades ó secuencias principales

separadas por discordancias mayores (figura 15). Se tomó como cima de cada

unidad el límite de secuencia que le corresponde en las secciones sísmicas, que

también se refleja en un cambio litológico en la columna estratigráfica del pozo LB-

1

4.1.1 Unidad 1 Secuencia volcanosedimentaria

De la base a la cima (3750 m – 2136 m), la Unidad 1 incluye una secuencia

volcanosedimentaria de grano grueso que inicia con rocas volcánicas de

composición basáltica, seguida de grandes espesores de conglomerado

polimicítico (PEMEX, 1979) También contiene intercalaciones de arenisca

conglomerática, y escasos horizontes delgados de caliza arrecifal de caprínidos y

rudistas. Esta secuencia volcanosedimentaria grada a arenisca, arenisca arcillosa,

limolita, lutita arenosa y lutita de ambiente marino en el intervalo de 3750 a 2175 m

(figura 15). Se compone en la base de 5 m de roca basáltica, siguiendo con

intercalaciones de conglomerado en paquetes de 2 m a 20 m de espesor con

arenisca conglomerática en estratos de espesor variable (1-25 m) y esporádicos

estratos más delgados de arenisca (2 m a 5 m).

30

Columna estratigráfica del pozo LB-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX 1979). Integrada con información de paleobatimetía y edades consenso. Donde se observan las 4 unidades principales, las líneas punteadas son las 3 discordancias mayores

31

Secuencia arriba se interpretaron estratos de arenisca conglomerática (2-20 m de

espesor), con esporádicas intercalaciones delgadas de carbonatos reportados por

PEMEX (1979) como caliza de tipo arrecifal con rudistas y caprínidos. Los

estratos de caliza se distinguen en los registros por los bajos valores de RG y alta

resistividad en intervalos de 0.50 a 3 m de espesor, que alternan con intervalos

delgados de arenisca (2 a 5 m) y estratos más delgados de limolita (1 m) y lutita (2

m). Secuencia arriba, la Unidad 1 registra de nuevo intervalos de conglomerados

de espesor variable, desde 2 m hasta 60 m, con intercalaciones de arenisca

conglomerática de hasta 125 m de espesor. También incluye intervalos de

arenisca (3 a 25 m), arenisca arcillosa (7 a 15 m), lutita arenosa (4-45 m), limolita

(2 m) y lutita (2-62 m).

Las electrofacies identificadas en la Unidad 1 incluyen un patrón granocreciente en

forma de embudo (E1lb) y 9 m de espesor (2303 – 2312 m) que representa una

sucesión de lutita arenosa que grada a arenisca y arenisca conglomerática. En

2268 – 2286 m se observa un patrón en bloque (B1lb) de 18 m de espesor, se

interpreta como un intervalo de conglomerado que grada a la cima a arenisca

conglomerática. Una electrofacies en forma de campana (C1lb) en 2136 - 2141 m,

define un patrón granodecreciente de 6 m de espesor que representa una

secuencia de grano fino de arenisca arcillosa, lutita arenosa y limolita.

4.1.2 Unidad 2 Secuencia de lutita y arenisca

La Unidad 2 en el pozo LB-1, tiene un espesor total de 1277 m. Inicia a 2135 m y

termina hacia los 858, definiendo la terminación un cambio de lutita a lutita

arenosa. La base se caracteriza por un cambio a paquetes gruesos de arenisca y

arenisca arcillosa (50 hasta 175 m) separados por paquetes delgados de lutita (5

m) y lutita arcillosa (2 m). Sobre estos paquetes gruesos de arenisca ocurren

intercalaciones de lutita que pueden ser delgados (3–8 m) ó de gran espesor (50 –

32

80 m) y esporádicos horizontes de limolita (2 – 6 m). Estas variaciones litológicas

de sedimentos terrígenos de grano fino, se reflejan en electrofacies de embudo

(granocreciente), en bloque (intervalos uniformes) y de campana

(granodecreciente).

La primer electrofacies representativa de la Unidad 2 se define por un patrón de

embudo a 2068 – 2077 m con 9 m de espesor conformado por lutita, lutita arenosa

y arenisca (figura 16). Más arriba se observan apilamientos de electrofacies en

bloque; por ejemplo, en el intervalo 2017 – 2033 m se define un bloque (B2lb) de

16 m de espesor de arenisca. Más arriba en la secuencia se define un patrón

granocreciente de embudo (E3lb) de 8 m en el intervalo 1528 – 1534 m que

interpretamos está formada por arenisca, lutita arenosa y lutita. Subiendo en la

columna de 1238 – 1244 m se defina una electrofacies granodecreciente en forma

de campana (C2lb) con 7.8 m de espesor, formada por arenisca arcillosa, limolita y

lutita, a pocos metros de esta electrofacies en 1202 – 1213 m, se observa patrón

granocreciente de embudo (E4lb) de 12.6 m de espesor conformado por lutita,

lutita arenosa y arenisca. Esta variación de electrofacies y la variación de espesor

en los depósitos sugieren alternancia de ambientes someros a ambientes en la

plataforma.

4.1.3 Unidad 3 Secuencia de lutita arenosa y lutita

Litológicamente la Unidad 3 es similar a la cima de la Unidad 2, pero la Unidad 3

inicia hacia los 860 m, definida mediante una discordancia localmente angular, y

termina hasta los 350 m, en donde se observa un cambio litológico importante a

litofacies de arenisca. Consiste en una secuencia de intercalación de paquetes de

lutita arenosa (2 - 50 m), lutita (4 –159 m) y esporádicos horizontes de arenisca

arcillosa (2 – 10 m). Incluye una electrofacies con patrón en forma de bloque (a

513 - 521 m, B3lb) con ~8 metros de espesor formado por lutita arenosa (figura

16). En el intervalo 485 – 493 m se interpreta una electrofacies granodecreciente

33

de embudo (E5lb) con ~9 m de espesor, conformado por lutita, lutita arenosa y

arenisca arcillosa. La cima se estableció con base a un cambio en los registros de

RG e ILD que marcan el inicio de una depositación de arenas con menor

contenido de sedimentos de grano fino.

4.1.4 Unidad 4 Secuencia de arenisca

La Unidad 4 se caracteriza por estratos de arenisca que forman electrofacies en

forma de bloque de 1 a 13 m de espesor. La separación de los bloques es por

intercalaciones delgadas de arenisca arcillosa, limolita y lutita en estratos entre 0.3

y 2 m de espesor. En esta unidad, el cambio hacia un bloque se define mediante

una electrofacies granocreciente de forma de embudo (E6lb) con 7 m de espesor,

conformada por lutita arenisca arcillosa y arenisca. En el intervalo 260 – 271 m,

una electrofacies en forma de bloque (B4lb) con 11 m de espesor que se interpreta

como un intervalo de arenisca franca por su baja respuesta en RG con valores

constantes (figura 16).

4.1.5 Síntesis estratigráfica.

En el pozo LB-1, las cuatro unidades interpretadas representan secuencias que se

reflejan en cambios litológicos. Estos cambios están muy marcados entre las

unidades 1 y 2 de gruesos a finos; y entre las unidades 3 y 4 con el aumento de

arenisca y la disminución significativa de lutita, junto con la presencia de

discordancias angulares. Interpretamos que los límites de secuencia entre las

unidades 1 y 2, y entre las unidades 2 y 3, corresponden principalmente a eventos

de deformación tectónicas, ya que están marcadas por discordancias mayores,

una angular y otra litológica, que tienen una distribución regional. El cambio

litológico entre las unidades 3 y 4 posiblemente tiene un control tectónico, y

aunque también puede deberse al efecto de la deformación en ambos lados de la

península durante el Neógeno.

34

D

E1lb C

E2lb

H

H

G

Figura16. Electrofacies interpretadas en los registros de pozo LB-1. En A se muestra la respuesta del registro ILD de los estratos de caliza arrecifal descritos en el reporte de PEMEX (1976). El registro sale de la escala horizontal de 0.2 a 200 Ohm/m. E, electrofacies granodecreciente en forma de campana, B, D, G, H e I son electrofacies granocrecientes, C, F y J son electrofacies de patrón de bloque. De B a F los registros de RG tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

E J

D

B

A F

E3lb

B2lb

B4lb

E3lb

I E6lb

Unidad 1

C1lb

B1lb

E1lb Unidad 1

Unidad 1

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 3

Unidad 4

35

4.2 Pozo CA-1 La columna litoestratigráfica de este pozo (3730 a 205 m), también comprende en

la base una secuencia volcanosedimentaria de granos grueso, que incluye

intervalos de conglomerado polimicítico (PEMEX, 1979) de hasta 130 m de

espesor. Alterna con intercalaciones delgadas de arenisca conglomerática,

arenisca, arenisca arcillosa, escasos horizontes de limolita y grandes espesores

de lutita (110 m de espesor) hasta los 2405 m de profundidad. Sección arriba

dominan litologías de grano fino hasta los 528 m de profundidad, de arenisca

arcillosa, lutita arenosa y grandes espesores de lutita (190 m de espesor), con

escasa presencia de paquetes de conglomerados, arenisca y limolita. Por arriba

de esta secuencia, prevalece litología de grano fino hasta la cima de la columna.

Este pozo también se divide en 4 unidades principales separadas por

discordancias mayores, identificadas en las secciones sísmicas.


La Unidad 1 abarca de los 3740 m hasta los 2405 m. Está conformada por la

intercalación de paquetes de conglomerado polimicítico (2 a 90 m), arenisca

conglomerática (4 – 10 m), arenisca (4 38 m), arenisca arcillosa (2 – 4 m de

espesor) y escasos paquetes de lutita (2 – 28 m de espesor). Subiendo

estratigráficamente se registra de nuevo presencia de paquetes de lutita (4 – 50 m

de espesor) con escasas intercalaciones de limolita (10 m de espesor) y arenisca

arcillosa (8 – 34 m). Sobreyaciendo a estos paquetes se presentan de nuevo

intervalos de conglomerado (18 – 134 m de espesor) y arenisca conglomerática

(10 – 22 m) Hacia la cima de la unidad se interpretaron potentes paquetes de

lutitas (10 – 108 m) con escasas intercalaciones de horizontes de arenisca

arcillosa 4 – 14 m de espesor.

36

Figura17.Columna estratigráfica del pozo CA-1, obtenida a partir de los registros RG, ILD y descripciones de muestras de canal (Informe final de pozo PEMEX, 1979). La información de paleobatimetría y edades consenso son de Helenes et al. (2011) y definen la edad de las 4 unidades principales y los límites de secuencia (LS) que las dividen.

37

La primer electrofacies identificada en la Unidad 1 corresponde a un patrón

granodecreciente en forma de campana (C1c) de 17 m de espesor (3645 – 3628

m) que constituye una sucesión de conglomerado y arenisca. Le sigue en 3301 -

3272 m un apilamiento de electrofacies en bloque (B1c) de 30 m de espesor, que

incluye arenisca conglomerática (7 m), conglomerado (5 m), arenisca arcillosa (3

m) y arenisca (14.7 m). Más arriba se identifico una electrofacies en bloque (B2c)

de 20 m de espesor (2952-2932 m), dentro de un paquete my grueso de

conglomerado franco.

4.2.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca

La Unidad 2 contiene importantes depósitos de conglomerado intercalados en la

secuencia de grano fino, marcando así una diferencia con las características de

esta misma unidad en el pozo LB-1, que es predominantemente de grano fino.

Esta unidad tiene un espesor de 1505 m, de los 2405 m hasta los ~900 m de

profundidad. La discordancia observada en la sección sísmica coincide con la

base de la Unidad 2 y litológicamente se caracteriza por la presencia de paquetes

de arenisca de 6 a 50 m de espesor. A diferencia del pozo LB-1, estos intervalos

arenosos están seguidos de horizontes de arenisca conglomerática (20 m de

espesor), conglomerados (12 – 48 m de espesor) intercalados con paquetes de

limolita (4 m de espesor) y lutita (44 – 50 m de espesor). Secuencia arriba la

Unidad 2 se caracteriza por potentes paquetes de lutita que van de los 4 a los 180

m de espesor, separados por delgados horizontes de limolita (4 – 10 m), lutita

arenosa (4 – 46 m), arenisca arcillosa (2 – 38 m) y arenisca (3 – 90 m).

En el intervalo 2306 – 2278 m, se identificó una electrofacies en bloque de ~30 m

de espesor, constituido por conglomerado (23 m) y arenisca (7 m). A 2156-2151

m, se define otra electrofacies en bloque (B4c) de 7 m de espesor de arenisca

franca en base a su baja respuesta en el registro RG. Subiendo

estratigráficamente en 2105 – 2085 m de profundidad, se identifica una

38

electrofacies con patrón en bloque (B5c) de 21 m de espesor, constituido por

arenisca (4 m), conglomerado (13 m) y limolita (4 m). En el intervalo de 1019-940

m, se identifica un patrón granocreciente de embudo (E1c) de 76 m de espesor,

constituido por lutita (23 m), arenisca arcillosa (15 m), lutita (6 m) y arenisca (27

m). En síntesis, la Unidad 2 en el pozo CA-1 presenta intervalos de conglomerado

hacia la base y depósitos de grano fino hacia la cima (arenisca arcillosa a lutita

dominante).

4.2.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita

La Unidad 3, tiene ~540 m de espesor y comprende de los 900 m hasta los 360 m

de profundidad en el pozo CA-1. La base se distingue por una intercalación de

arenisca, arenisca arcillosa intercalada con delgados horizontes de lutita, mientras

que la cima se distingue por una gruesa capa de lutita arenosa de 60 m de

espesor. Está conformada por intercalación de paquetes muy gruesos de lutita

arenosa (10 – 60 m de espesor) y lutita (34 – 54 m de espesor).

La base de esta unidad en los registros nos marca valores bajos en el RG,

mientras que en la cima se observaron valores de altos en el RG y perfiles

aserrados correspondientes a lutitas. No se observo alguna electrofacies distintiva

en esta unidad.

4.2.4 Unidad 4 Secuencia de lutita

La Unidad 4 tiene un espesor de 155 m. Inicia en ~360 m de profundidad y su

registro en el pozo termina a los 205 m. Se distingue por intercalaciones de lutita

de 14 a 21 m de espesor y contiene un paquete de arenisca arcillosa con un

espesor de 18 m y uno más delgado de 9 m de lutita arenosa. La base de esta

unidad se define por valores bajos en el registro RG al igual que su cima. En esta

39

unidad no se observaron electrofacies bien definidas, solo perfiles aserrados

distintivos de litología de grano fino a muy fino.

4.2.5 Síntesis estratigráfica

De forma similar al pozo LB-1, la secuencia estratigráfica del pozo CA-1,

comprende 4 unidades separadas por 3 discordancias regionales. Las dos

primeras unidades se constituyen de litología de grano grueso a medio en su base

y gradan a depósitos de grano fino. Estas dos litofacies están representadas por

electrofacies en bloque, graduando a grano fino, que definen electrofacies en

campana, hacia la cima de estos tenemos a las discordancias mayores, y al

contrario de la columna del pozo LB-1 las unidades 3 y 4 tienen un aumento de

lutita y disminución de arenisca, sin alguna electrofacies distintiva.

Figura18. Electrofacies interpretadas de los registros del pozo CA-1. A representa la única electrofacies granodecreciente en forma de campana; B, C y D son electrofacies de

apilamientos de bloque. Todos los registros tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

Unidad 2 Unidad 1

Unidad 1

Unidad 1

40

4.3 Pozo BO-1

La descripción del informe final del pozo (PEMEX, 1978) indica que la columna

estratigráfica descansa discordantemente sobre un basamento cristalino datado

por el método de K/Ar (en plagioclasa), en 135±9 Ma (Jurásico-Cretácico) (figura

19).

En los pozos CA-1 y LB-1 se tomó como cima de cada unidad el límite de

secuencia a partir de las secciones sísmicas, dando como resultado 4 unidades

principales. Debido a que el intervalo del registro no incluye la parte superior del

pozo, solo se identificaron las unidades 1, 2 y 3. De la base a la cima (2500 - 500

m). La columna está conformada por una secuencia clástica de grano grueso en la

base, que incluye una intercalación de conglomerado y arenisca conglomerática

que cambia a arenisca, arenisca arcillosa, limolita, lutita arenosa y lutita hasta los

1326 m de profundidad. Los paquetes más gruesos son de lutita arenosa con

espesores de hasta 80 m e intervalos de lutita con espesores de hasta 130 m. Los

paquetes más delgados son de conglomerado (5 – 20 m de espesor), arenisca

conglomerática (3 – 10 m de espesor) y arenisca (3 – 20 m). Sección arriba

prevalecen intercalaciones de arenisca conglomerática, arenisca arcillosa, lutita

arenosa y lutita, estos últimos son de mayor espesor con hasta 90 m. Los más

delgados corresponden a la arenisca arcillosa con hasta 3 m de espesor.

4.3.1 Unidad 1 Secuencia de conglomerado a lutita

La Unidad 1 tiene un espesor reducido (490 m) desde los 2550 m hasta los 2060

m. Comienza en la base con 6 metros de conglomerado, seguido de

intercalaciones de estratos de grano medio a fino, arenisca arcillosa (4 – 21 m de

espesor), lutita arenosa (6 – 45 m), limolita (3 – 6 m) y lutita (9 – 65 m),por último

le siguen intercalaciones de lutita (5 a 45 m), limolita (10 a 20 m), lutita arenosa

41

(25 – 40 m) y arenisca arcillosa (10 a 30 m). Estos cambios litológicos no

electrofacies distintiva.

Figura 19. Columna estratigráfica del pozo BO-1 con información de paleobatimetía y edades consenso (Helenes et al., 2011). Se observan las tres unidades principales identificadas. La línea negra continua nos marca la discorndancia entre el basamento y la primera unidad, las dos líneas punteadas son las discordancias mayores encontradas en esa columna.

42

4.3.2 Unidad 2 Secuencia de conglomerado a lutita

La Unidad 2 se encuentra de los 2060 hasta los 1090 m de profundidad. La base

de esta unidad se constituye por paquetes de conglomerados (3 a 19 m de

espesor), arenisca conglomerática (2 – 12 m), arenisca (5 – 12 m), dividiendo esta

secuencia se tiene un cuerpo de lutita (62 m). En la parte media de la unidad se

interpretaron intercalaciones de paquetes de arenisca (6 – 10 m de espesor) y

arenisca conglomerática (10 hasta 16 m). Secuencia arriba se interpretaron

potentes estratos de lutita (30 – 134 m) con intercalación de lutita arenosa (9 – 38

m) y arenisca arcillosa (6 – 22 m).

La primer electrofacies en la Unidad 2, se define por un patrón de apilamiento de

ciclos de campana (C1b) con 21 m de espesor y constituida por arenisca arcillosa

(6 m), lutita arenosa (5 m) y lutita (9 m). En el intervalo 1940 – 1960 m se define

un estrato continuo de forma de bloque (B1b) con 13 m de espesor de

conglomerado. En 1777-1807 se interpreto un apilamiento de electrofacies en

bloque con 30 m de espesor, conformado por estratos de conglomerado (4- 8 m) y

paquetes de arenisca conglomerática con electrofacies en bloque de 2 a 4 m de

espesor.

4.3.3 Unidad 3 Secuencia arenisca arcillosa y lutita

La unidad 3 abarca de 1090 m a los 500 m. Inicia con secuencias de potentes

paquetes de lutita (6 – 92 m de espesor) intercalados con horizontes de arenisca

arcillosa (8 – 22 m de espesor), lutita arenosa (7 – 16 m de espesor), un potente

estrato de arenisca conglomerática de 54 m de espesor y en la cima de la columna

un paquete de arenisca de 8 m de espesor.

En la unidad 3, se observa en el intervalo 678-687 m, un apilamiento de patrón de

campana de 9 m de espesor, formado por lutita arenosa (4 m) y lutita (5 m).

43

4.3.4 Síntesis estratigráfica. En términos generales, el pozo BO-1 cortó facies de grano grueso (conglomerado,

arenisca conglomerática y arenisca) equivalentes a las secuencias de gran fino

(arenisca arcillosa, limolita y lutita) reportados en los dos pozos ubicados en la

zona axial de la cuenca Vizcaíno (CA-1 y LB-1). Las secuencias presentan forma

acerrada sin algún patrón definido, excepto algunos escasos paquetes en bloque,

campana y embudo.

4.4 Pozo TO-1

La columna litoestratigráfica del pozo TO-1 (4455 a 205 m) se construyó de la

interpretación de los registros SP e ILD y algunas partes con el RG. Este pozo no

cuenta con informe final de PEMEX, y solo se tiene una sección estratigráfica

estructural entre el pozo BO-1 y TO-1, de donde se tomaron las edades relativas

(figura 21). Al igual que los pozos LB-1 y CA-1, la sestratigrafía se divide en 4

Figura 20. Electrofacies interpretadas en la columna del pozo BO-1. A representa la única electrofacies granodecreciente en forma de campana, B, C y D son electrofacies de apilamientos de bloque. Todos los registros tienen una escala horizontal de 60 a 150 GAPI.

Unidad 1

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 2

44

unidades principales, y parecido al pozo BO-1, descansa sobre un basamento

volcánico andesítico (PEMEX, 1979).


De la base a la cima, Unidad 1 se extiende de los 4455 m hasta los 2355 m. Esta

se compone en su parte basal de 150 m de basamento volcánico de tipo

andesítico, le siguen intercalaciones de conglomerado de gran espesor (5 m a 105

m) que desaparecen hacia la parte media y superior de la unidad, otras

secuencias de grano grueso que aparecen en la parte inferior son horizontes de

arenisca conglomerática de 5 m a 25 m de espesor, que grada a arenisca que va

de los 5 m hasta los 63 m de espesor, hacia los 4055 m de profundidad aparecen

los primeros horizontes de grano fino con lutita arenosa intercalados con

horizontes de arenisca arcillosa (20 m hasta 135 m de espesor), lutita que va de

los 15 m hasta los 115 m de espesor y un único horizonte de limolita de 50 m de

espesor.

Las electrofacies identificadas en esta unidad inician con una elecrofacies

granocreciente en forma de embudo (E1t) que va del 4125 m a los 4075 m (figura

22), formado por arenisca en la base y conglomerado en la parte superior, le sigue

en el intervalo de 3580 m – 3530 electrofacies granodrecreciente (C1t) ó de

campana conformada (figura 22) por conglomerado en su base y arenisca

conglomerática en la cima. Le continúa una electrofacies granocreciente (E2t) en

3465 m – 3370 m, formado en la base por lutita arenosa y arenisca en la cima.

Más arriba en el intervalo de 2560 m – 2500 m se interpreto una electrofacies en

bloque de arenisca (B2t).

45

Figura 21.Columna estratigráfica del pozo TO-1, obtenida a partir de los registros SP, ILD y RG. Se observan las 4 unidades principales divididas por 3 discordancias mayores (líneas punteadas). Las edades fueron compiladas de una columna estratigráfica de PEMEX.

?

46

4.4.2 Unidad 2 Secuencia lutita y arenisca

Esta abarca de los 2355 m hasta los 675 m de profundidad, se caracteriza porque

en esta unidad desaparecen las secuencias de grano muy grueso y solo se

observan litologías medias a finas, en la base de esta unidad se observan

intercalaciones de litología de arenisca ó con algún porcentaje de arena; arenisca

(15 m a 44 m), arenisca arcillosa (10 m - 60 m), lutita arenosa (5 m - 45 m) y un

delgado horizonte de limolita (5 m), a los 1940 m termina con la aparición de un

potente horizonte de lutita de 120 m de espesor, sobre este descansan

intercalaciones de arenisca (10 m - 105 m de espesor), arenisca arcillosa (10 m a

80 m), lutita arcillosa (5 m hasta 155 m de espesor) y lutita (5 m – 120 m) de

espesor. Las electrofacies comienzan en los intervalos 2355 – 2340 m y 2270 m –

2230 m, con la presencia de bloques de arenisca (B3t y B4t), subiendo en la

columna se define una electrofacies de embudo (E3t) ó granocreciente, formada

por lutita arenosa en la base, arenisca arcillosa en la parte media y arenisca en la

cima. Más arriba de la secuencia tenemos un apilamiento de bloques de arenisca

(B5t) separados por delgadas capas de arenisca arcillosa (Fig...) y por último en el

intervalo 820 m - 795 m, tenemos una electrofacies en bloque de arenisca.

4.4.3 Unidad 3 Secuencia lutita arenosa y lutita

Esta unidad (675 m - 335 m) es litológicamente similar a la anterior, lo que hace la

diferencia es la ausencia de horizontes de limolita y los estratos son de gran

espesor, comienza con un horizonte de lutita arenosa de 130 m de espesor, le

sigue un delgado estrato de lutita de 10 m, después 5 m de arenisca arcillosa,

arriba de esta un grueso horizonte de arenisca de 93 m de espesor. Le siguen un

intervalo de arenisca arcillosa de 25 m y por último uno de lutita arenosa de 45 m.

Las electrofacies representativas en esta unidad se encuentran en el intervalo 520

m- 500 m con una secuencia granocreciente o de embudo (E4t), conformado por

47

arenisca arcillosa en la base y arenisca en la cima. Sobre esta tenemos en el

intervalo 500 m – 410 m, una electrofacies en bloque (B7t) de arenisca (figura 22).

B7t

F

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B2t

H

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C

B

A E

D

C2t

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G

E3t

E4t

Figura 22. Electrofacies interpretadas de los registros del pozo TO-1. A, E y G son electrofacies granocrecientes en forma de embudo, B y C son electrofacies granodrecrecientes o de campana. D, F y H electrofacies de forma de bloque. Todas las

electrofacies tienen una escala horizontal de -150 a 40 MV.

Unidad 1

Unidad 1

Unidad 1

Unidad 1

Unidad 2

Unidad 2

Unidad 3

Unidad 3

48

4.4.4 Unidad 4 Secuencia lutita

La Unidad 4 abarca los últimos 130 m de la columna estratigráfica de los 335 m a

205 m de profundidad. La base se compone de 30 m de lutita arenosa, le sigue un

horizonte de lutita de 10 m, y por último un estrato de gran espesor (78 m) de lutita

arenosa. No se observaron electrofacies representativas.

4.4.5 Síntesis estratigráfica

En el pozo TO-1 se ubicaron las 4 unidades principales, la primera unidad se

compone en la base de litología de grano muy grueso que gradúa a grano más

medio y fino, definiendo electrofacies en forma de embudo y campana. En las

unidades 2 y 3 sobreyacientes desaparece la granulometría muy gruesa,

dominando la litología media a muy fina, observándose algunas elecrofacies en

bloque. Y hacia la Unidad 4 no se encontró una electrofacies distintiva.

49

5. Discusiones 5.1 Cronoestratigrafía de la cuenca de Vizcaíno 5.1.1 Edad de las secuencias estratigráficas

La correlación de los limites de secuencia y la cronoestratigrafía de los pozos LB-

1, CA-1, BO-1 y TO-1 realizada por Helenes et al. (2011) permite proponer la edad

de las cuatro principales secuencias o unidades sedimentarias identificadas en

este trabajo. En la parte norte de la cuenca los limites de secuencia 1, 2, y 3

coinciden con discordancias cronoestratigráficas (figura 15). La cima de la Unidad

1 en la línea sísmica 36, que contiene el pozo LB-1, se ubica entre el Turoniense

temprano y el Albiense. Este límite está marcado por un cambio litológico de lutita

arenosa a arenisca limpia y cambia progresivamente a depósitos con mayor

contenido de arcilla, principalmente observado en el registro ILD. Por debajo de

este límite la Unidad 1 se caracteriza por conglomerados con arenisca y lutita

subordinadas. La paleobatimetría propuesta por Helenes et al (2011) muestra un

cambio abrupto de ambiente de depósito a través del LS-1; de continental-

transicional a ambiente nerítico y a batial superior, lo que sugiere una importante

transgresión marina a fines del Cenomaniense tardío al Turoniense temprano (91-

94 Ma).

La edad en la base de la Unidad 2 según el pozo LB-1 estaría definida entre el

Cenomaniense tardío a Santoniense (91.5-84 Ma). La cima es de edad

Maastrichtiense, ya que el LS-2 separa por arriba a una secuencia de lutita

(Unidad 3), cuya base es de edad Paleoceno Tardío a Paleoceno Temprano en

este pozo.

La cima de la Unidad 3 son lutitas y arenisca arcillosas de edad Eoceno medio (±

38-44 Ma), y el LS-3 marca una discordancia mayor o hiatus entre depósitos

marinos de grano fino y ambiente nerítico externo y una secuencia de arenisca de

50

edad Mioceno Medio (14.8 a 16.4 Ma) que constituye a la Unidad 4 (figura 23). Sin

embargo, la correlación del límite LS-3 hacia el sur tiene problemas, ya que en el

pozo CA-1 este límite de secuencia se ubicó dentro del Eoceno y no se

identificaron los depósitos de arenisca del Neógeno, los que posiblemente estén

condensados en los primeros 200 m del registro estratigráfico en la región sur-

central de la cuenca.

En la región sur la Unidad 1 presenta diferencias importantes en la litología y en la

edad con respecto a la región norte. En el pozo CA-1 litológicamente la Unidad 1

presenta potentes paquetes de lutita que alternan con paquetes gruesos de

conglomerado y arenisca; la edad en la cima de estos paquetes de lutita es

Cenomaniense a Albiense tardío (94 a 102 Ma). Un cambio litológico a arenisca

coincide con la proyección de la discordancia que marca el LS-1. Este cambio

ocurre entre el Albiense tardío y el Cenomaniense y se interpreta como una

transgresión marina, aunque de menor amplitud, ya que el cambio

paleobatimétrico ocurre de ambiente nerítico medio a nerítico externo (figura 17).

En el pozo BO-1, el LS-1 se correlaciona con la base de un paquete de

conglomerado que subyace a lutitas de edad Campaniense-Santoniense (71.5 a

85.8 Ma) (figura 25)). En la línea sísmica 16, los reflectores que definen la

discordancia cambian secuencia arriba a facies sísmicas lateralmente continuas y

paralelas. En la paleobatimetría del pozo BO-1 a esta profundidad también se

interpreta una transgresión marina que alcanza condiciones batiales en el

Campaniense temprano (± 71-83 Ma) que se refleja con facies sísmicas de

reflectores lateralmente continuos y paralelos. Sin embargo, los datos

paleobatimétricos también muestran una importante transgresión marina durante

el Cenomaniense a Coniaciense (± 93-95 Ma), lo que indica que hubo más de un

cambio paleobatimétrico importante durante el depósito de la Unidad 1.

La cima de la Unidad 2 es de edad Paleoceno temprano a Maastrichtiense en el

pozo CA-1, pero es de edad Maastrichtiense en el pozo BO-1 en donde coincide

51

con una transgresión que alcanzó un ambiente batial medio en la región norte (500

a 2000 m de profundidad). Esta transgresión tan pronunciada cercana al límite

Cretácico-Terciario (K/T) no se observa en el pozo CA-1 situado en el centro de la

cuenca a 65 km al este, donde la paleobatimetría en el pozo CA-1 se mantiene

somera y sugiere un ambiente de plataforma nerítico medio (50 m - 100 m de

profundidad). Esto concuerda con un paquete de gran espesor (~250 m) de

arenisca limpia, que se correlaciona con un intervalo en la imagen sísmica de

reflectores subparalelos lateralmente continuos. En el pozo CA-1 este cambio se

ubica hacia los 970 m de profundidad (figura 8).

En el pozo BO-1 la litología por arriba del LS-2 se compone de una intercalación

de sedimentos de arenisca arcillosa y lutita, pero la paleobatimetría interpretada

indica una transgresión importante dentro del Maastrichtiense que no involucra

depósitos de edad Paleoceno. El LS-3 que limita la cima de la Unidad 3 en el pozo

CA-1 se ubica en el Eoceno temprano (± 48 – 54.8 Ma) y su posición está por

debajo de un aparente cambio paleobatimétrico a condiciones someras en la

plataforma, de ambiente nerítico externo a nerítico interno, constituido en la parte

superior por litología de grano fino (lutita), coincidiendo con sismofacies paralelas

lateralmente continuas. Por debajo de esta discordancia, se interpretaron

paquetes delgados a gruesos de arenisca arcillosa intercalados con potentes

intervalos de lutita de 50 a 150 m de espesor. En el pozo BO-1, el LS-3 que

delimita la cima de la Unidad 3 no se ubicó ya que el registro RG e ILD comienza a

los 500 m. Sin embargo, la litología y la edad de la cima de la Unidad 3 en los

pozos CA-1 y BO-1 son similares, ya que en ambos es de edad Eoceno temprano

(± 48 – 54 Ma). Litológicamente la Unidad 3 es similar en ambos pozos y está

conformado principalmente por paquetes de gran espesor de lutita intercalados

con lutita arenosa y arenisca arcillosa de ambiente más profundo en el BO-1. Una

diferencia litológica distintiva entre los pozos CA-1 y BO-1 es que en este último se

interpreto un paquete de arenisca conglomerática en la transición Paleoceno-

Eoceno que no observamos en el CA-1. Esto sugiere conglomerados en la

52

plataforma externa y el talud, lo que puede interpretarse como depósitos de relleno

de cañones submarinos.

La Unidad 4 es de edad Eoceno medio-temprano (± 44-50.8 Ma) en el pozo CA-1

y está constituida por lutitas intercaladas con arenisca arcillosa. Estos depósitos

representan ambientes de plataforma con paleobatimetrías del nerítico interno a

externo. En la región norte la Unidad 4 inicia con una discordancia basal (hiatus)

entre la secuencia de edad Eoceno medio (Unidad 3) y depósitos de arenisca más

limpia del Mioceno medio por arriba (14.8-16.4 Ma).

La asociación de microfósiles interpretada por Helenes et al. (2011) sugiere

paleobatimetrías de nerítico medio a transicional. Lo que permite proponer una

regresión y hiatus del Eoceno temprano a Oligoceno, con una transgresión en

condiciones muy someras similares a la actual a finales del Mioceno medio.

En el pozo CA-1 esta discordancia en la base de la Unidad 4 es de edad Eoceno

medio y no se reportaron depósitos de edad Mioceno, aunque en los pozos CA-1 y

TO-1 el registro inicia a los 200 m y en BO-1 a los 500 m. Es posible que esta

discordancia entre los depósitos del Eoceno y la secuencia Oligo-Mioceno-

Plioceno se encuentre por arriba. En cualquier caso, la secuencia posterior al

Eoceno medio está condensada y seguramente contiene numerosos hiatus. Este

resultado es importante para definir el cese de la subsidencia de la cuenca de

Vizcaíno en el Eoceno medio, con un periodo de erosión, o no deposito, que duró

hasta el Mioceno medio y se ha mantenido hasta el presente, ya que los depósitos

del Neógeno tienen muy poco espesor sobre la plataforma continental moderna,

pero estos tienden a engrosar hacia el quiebre del talud continental moderno.

En síntesis, la cronoestratigrafía de la cuenca Vizcaíno indica que la mayor

subsidencia y espesor sedimentario ocurrió durante el depósito de la Unidad 2

cuya edad es Cenomaniense a Maastrichtiense tardío y posiblemente Paleoceno

53

temprano. La Unidad 3 de edad Paleoceno a Eoceno medio es de menor espesor

pero también registra subsidencia de la cuenca. Posiblemente es en ese tiempo

en el que se alcanzan las mayores profundidades hacia la región suroeste donde

se ubica el pozo BO-1. Estas relaciones estratigráficas permiten proponer que el

relleno de la cuenca ocurrió en condiciones neríticas con incremento en la

profundidad hacia el oeste del depocentro de la cuenca. Lo que permite concluir

que las unidades 2 y 3 construyeron el margen continental moderno.

Debido a las diferencias en edad y litología de la Unidad 4 entre las regiones norte

y sur, podemos concluir que no es la misma unidad ya que en el norte la Unidad 4

es del Neógeno.

54

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23.

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55

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57

5.1.2 Correlación con regiones adyacentes

La evolución del margen de Norteamérica durante el Mesozoico y el Cenozoico

(Paleógeno) está asociada a un régimen de subducción y el desarrollo de cuencas

de antearco (Dickinson 1979). Para el Cretácico Inferior la actividad del arco

volcánico Alisitos se encontraba en la región del Pacífico de la actual península de

Baja California (Allison, 1964,1974). El registro estratigráfico del arco Alisitos

incluye volcanismo andesítico y secuencias sedimentarias de grano grueso, que

incluyen depósitos de calizas biohermales desarrolladas en ambientes someros

durante periodos de calma volcánica (Suárez-Vidal, 1987). Subsecuentemente el

arco volcánico adquiere un carácter continental (tipo Andino) y la actividad

magmática migra hacia el oriente en la actual Sonora y Chihuahua (Coney, 1988;

Coney y Reynolds, 1977). Al mismo tiempo se desarrolló una cuenca de antearco

en el margen de la península, que ha sido estudiado principalmente en la región

de Cedros y la Península de Vizcaíno (Busby, 1998; Kimbrough et el., 2001;

Patterson, 1984; Robinson, 1984).

La cuenca de antearco fue rellenada con depósitos provenientes de la

denudación del arco Alisitos y el subsecuente arco continental del Cretácico tardío

(Kimbrough et al., 2001). El registro estratigráfico estudiado en esta tesis,

comprende 4 unidades que pueden correlacionarse con formaciones expuestas

sobre el margen de la península de Baja California.

En la región norte de la cuenca (LB-1) la Unidad 1 abarca del Albiense al

Turoniense temprano (91.5-112.2 Ma) y está formada principalmente por

sedimentos de grano grueso que incluyen depósitos de grano fino subordinados.

La paleobatimetría interpretada por Helenes et al (2001) indica ambientes someros

que van de transicional a continental.

58

La parte inferior de la Unidad 1 presenta características litológicas y una edad que

se asocia al Grupo Alisitos (c.f. Beggs, 1983) de edad Aptiense-Albiense (125-

112.2 Ma) en su localidad tipo en el cañón de Santo Tomás (Allison, 1974). La

parte superior de la Unidad 1 es de edad Cenomaniense a Turoniense y podría

correlacionarse con la secuencia del Grupo Valle definida en la península de

Vizcaíno, la cual abarca también depósitos terrígenos marinos de edad

Turoniense, aunque a diferencia de la Unidad 1, en la península se han

interpretado ambientes profundos en el talud (Patterson, 1984; Kimbrough et al.,

2001). En Isla de Cedros el miembro inferior de la Fm Valle también se asocia a

ambiente profundo (talud), mientras que el miembro superior corresponde a

depósitos de grano grueso de plataforma (Kilmer, 1979).

Hacia el sur de la cuenca marina los pozos BO-1 y CA-1 muestran que la Unidad 1

es de edad Berriasiense-Coniaciense (144.2-93.7 Ma) y corresponden a

paleobatimetrías de continental a batial superior. Este rango de edad corresponde

también con la edad de la sección Campito en el norte de la península de

Vizcaíno, que tiene edades relativas Aptiense a Cenomaniense tardío (Patterson,

1984; Kimbrough et al., 2001). Este rango de edad también se reporta en las

secciones del Grupo Valle en Isla de Cedros (Busby et al, 1998; Kimbrough et al.,

2001) y proponen también que son depósitos marinos profundos. En contraste, en

el pozo CA-1 las paleobatimetrías son de ambiente nerítico interno (Helenes et al.,

2011), pero al oeste de la cuenca en el pozo BO-1 las paleobatimetrías reportadas

de la Unidad 1 alcanzan la zona batial superior, debido tal vez a la su posición en

el talud continental a fines del Cretácico Temprano.

La Unidad 2 en el pozo LB-1 representa una sedimentación continua de depósitos

de grano medio a fino, de edad Turoniense temprano a Maastrichtiense (91.4-65

Ma). Esta secuencia tiene paleobatimetrías que varían de ambiente nerítico

interno a batial superior.

59

La Formación Rosario, expuesta en la costa de la península al norte, es de edad

Campaniense-Maastrichtiense (Morris y Busby, 1990) y podría correlacionarse con

la parte superior de la Unidad 2, sin embargo el ambiente de depositación que

proponen Morris y Busby (1990) es de un sistema de cañones submarinos

(conglomerado-arenisca) y abanico submarino profundo (turbiditas), lo que no

concuerda con la paleobatimetría más somera que reporta Helenes y

colaboradores (2011) en los pozos de PEMEX situados en el eje de la cuenca al

sur.

La base y parte media de la Unidad 2 en el pozo BO-1 corresponde a depósitos de

ambiente transicional a batial superior del Santoniense a Campaniense temprano

(71.3 a 83.5 Ma) y no se reporta la secuencia del Turoniense. Mientras que en el

pozo CA-1 la base sí incluye depósitos del Turoniense (figura 17). Es posible que

ese intervalo cronoestratigráfico sea muy condensado y no se haya identificado en

el estudio bioestratigráfico de Helenes et al. (2011).

En la parte norte de la península de Vizcaíno (Sierra de San Andrés), la sección

Los Indios (Kimbrough et al., 2001) es de edad Turoniense-Campaniense (91.5-

71.3 Ma) y mientras que en la sección sur la secuencia es de edad Campaniense

a Maastrichtiense. Sin embargo, en esta última sección los depósitos del

Maastrichtiense están condensados (y/o erosionados) y subyacen en discordancia

a una secuencia del Paleoceno y Eoceno temprano (figura 26). Esto permite

concluir que la parte superior de la Unidad 2 en el los pozos CA-1 y LB-1 es similar

en edad (Campaniense tardío-Maastrichtiense, 71.3-69.2 Ma) a la sección del sur

de la península de Vizcaíno (Kimbroug et al., 2001), la cual incluye dos

discordancias mayores en la base y en la cima. Se propone que estas dos

discordancias podrían ser los límites de secuencia LS-1 y LS-2 interpretados en

esta tesis. También se propone que la Unidad 2 y la sección sur de Vizcaíno se

correlacionan con la Fm. Rosario, y no con la Fm Valle.

60

El LS-2 representa un hiatus en el límite K/T que también se presenta en la región

norte (pozo LB-1), pero no se observa en el pozo BO-1 en donde la discordancia

que marca la cima de la Unidad 2 se presenta dentro del Maastrichtiense y no

involucra al Paleoceno (figura 15). Es posible que un ambiente más profundo

hacia el oeste no registró la interrupción de la sedimentación en el límite K/T, o

alternativamente la discordancia interpretada en la línea sísmica que contiene al

pozo BO-1 está mal ubicada en el pozo.

La Unidad 3 en los pozos de PEMEX tiene un rango de edad de Paleoceno

temprano en la base a Eoceno medio en la cima y se correlaciona con la parte

superior de la sección sur en la península de Vizcaíno (figura 27). La edad de la

Unidad 3 comprende la edad de las formaciones Bateque (Mina, 1957) en Baja

California Sur y Sepultura en el norte de la península de Baja California (Abbott et

al., 1984), aunque Téllez-Duarte y colaboradores (2006) proponen que la cima de

la Fm. Rosario también podría incluir depósitos del Paleoceno temprano

(Daniense). En la región de Mesa la Sepultura y San Carlos, los ambientes

sedimentarios son de plataforma, mientras que en los pozos de PEMEX,

principalmente en el pozo BO-1, la Unidad 3, se depósito en ambientes más

profundos que alcanzaron el batial superior y está representada por depósitos de

grano fino que incluyen lodos calizos.

En la parte media y superior de la Unidad 3 (Eoceno temprano a Eoceno medio;

50.8-38.5 Ma) se interpreta una paleobatimetría que varía del nerítico interno al

batial superior. En Baja California Sur la Formación Tepetate es el único registro

sedimentario marino del Eoceno sobre la plataforma continental (Carreño et al.,

2000), y los ambientes sedimentarios corresponden a la parte media a interna de

la plataforma. Al norte de la península no se reportan depósitos marinos del

Eoceno, lo que sugiere que la plataforma continental y la cuenca de antearco

registran una inversión tectónica y el cese de la subsidencia.

61

La Unidad 4 identificada en la región norte, es una secuencia delgada del

Neógeno que tiende engrosar hacia el quiebre de la plataforma continental

moderna. En la península de Vizcaíno se tienen depósitos miocénicos más

profundos de la Fm. Tortugas. Al norte los depositos marinos miocénicos de la

Fm. Rosarito Beach son de ambiente más somero (Minch et al., 1984).

El acortamiento de la plataforma continental hacia el norte se debe a la tectónica

transtensiva que acompañó el inicio de la captura de la península de Baja

California por la placa del Pacífico durante el Mioceno medio y tardío. El

engrosamiento de la Unidad 4 hacia el oeste indica que este proceso tectónico

controló la geometría de cuña de la Unidad 4 engrosando hacia el oeste.

En el pozo BO-1 la base de la Unidad 3 es Maastrichtiense y podría

correlacionarse con la cima de la Fm. Rosario. La parte media y superior por edad

y litología se correlacionaría con la Formación Bateque del Paleoceno tardío-

Eoceno tardío (Mina, 1957).

62

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493).

64

5.2 Modelo de facies

La cuenca de Vizcaíno se desarrolló en un ambiente de antearco y registra la

actividad volcánica y subsecuente erosión del complejo volcánico-plutónico del

arco continental, lo que contribuyó al crecimiento del margen continental durante el

Cretácico tardío y el Paleógeno.

Dos modelos sedimentarios compiten para explicar la evolución de la cuenca; los

afloramientos de la Fm. Eugenia (Mina, 1957) y Valle (Cenomaniense-

Maastrichtiense?) en la península de Vizcaíno y en la isla de Cedros, se han

interpretado como depósitos en sistemas de cañones y abanicos submarinos

profundos al pie del talud y en la trinchera (Patterson, 1979; Robinson, 1979;

Kilmer, 1977). Mientras que en este trabajo, utilizamos los resultados del estudio

micropaleontológico de Helenes et al (2011) para sugerir ambientes más someros

de plataforma en la zona axial de la cuenca, y depósitos mas profundos hacia el

oeste.

En la discusión sobre los modelos de facies separamos las unidades 1, 2, 3 y 4

debido que la cuenca de antearco pudo haber registrado diferentes procesos de

subsidencia e inversión de la cuenca, que tuvieron efectos locales y/o regionales.

5.2.1 Modelo de facies de la Unidad 1

Los depósitos submarinos del Cretácico temprano a inicios del Cretácico tardío

(Albiense a Cenomaniense) en afloramientos de la Península de Vizcaíno están

compuestos por alternancias de conglomerado y arenisca y lutita que responden al

modelo de facies de turbiditas (Patterson, 1979), lo que implicaría ambientes

profundos. En la parte sur del desierto de Vizcaíno, las secuencias gradan sección

arriba a facies de ambiente más someros, lo que se interpretó como la

retrogradación de los abanicos submarinos (Patterson, 1979).

65

En nuestra zona de estudio, la Unidad 1 se distingue por litofacies de

conglomerado y arenisca de ambiente más somero (continental a transicional). En

el pozo LB-1, PEMEX (1979) reporta un intervalo de caliza arrecifal principalmente

de caprínidos a 3,500 m de profundidad (figura 15). Esta caliza es consistente con

un ambiente marino somero y con la asociación de microfósiles reportada por

Helenes et al. (2011).

Las facies sísmicas de la Unidad 1 también son distintivas (caóticas a ondulantes

y lateralmente discontinuas en posición imbricada) y sugieren depósitos litorales a

fluviales.

La líneas sísmicas 9, 13 y 17 son longitudinales en la cuenca y deberían

observarse los cañones y abanicos submarinos, pero estos rasgos no fueron

identificados. Por debajo del LS-1 hacia el norte se observan las facies

discontinuas y caóticas y están cubiertas por facies sísmicas lateralmente

continuas que tienen un espesor considerable (2400 a 2900 ms). Este cambio

vertical marca un cambio a litofacies de grano fino y condiciones marinas

permanentes, que en las líneas sísmicas llegan a formar clinoformas que cambian

de posición de este a oeste. Estas clinoformas son más comunes hacia el oeste

sección arriba, pero no hay evidencias de sistemas de abanicos submarinos

profundos, corresponden más a depósitos deltaicos en el margen de la plataforma

durante periodos de bajo nivel del mar (Catuneanu, 2006).

En síntesis, la Unidad 1 se interpreta como depósitos someros de litoral y

continentales que posiblemente profundizaron hacia el oeste como lo indica el

pozo BO-1 que sí muestra un cambio abrupto hacia ambiente batial superior y un

regreso a condiciones someras por debajo del LS-1.

66

5.2.2 Modelo de facies de la Unidad 2

La Unidad 2 representa la profundización de la cuenca de ambiente nerítico a

batial superior con base en la asociación de microfósiles reportada por (Helenes et

al., 2011). Los rangos paleobatimétricos en los pozos CA-1 y LB-1 predominan

ambientes neríticos con algunos pulsos de batial superior (figura 15 y 17),

mientras que en el pozo BO-1 el rango paleobatimétrico es más profundo

generando espesores importantes de lutita y arenisca arcillosa en la parte superior

de la secuencia (Maastrichtiense temprano) (figura 19).

El cambio de ambiente somero a ambiente más profundo debió ubicarse entre los

pozos CA-1 y BO-1. Las líneas sísmicas muestran clinoformas progradando hacia

el oeste en la base de la Unidad 2 (figura 24). Los reflectores terminan en relación

de downlap en esa dirección y están cortados (toplap) o se acuñan hacia el este

en relación ¨onlap¨. En la región sur de la cuenca, las sismofacies lateralmente

continuas de la Unidad 2 cambian a facies de reflectores discontinuos y ondulados

sobre las estructuras antiformes de baja amplitud. Es posible que estas

estructuras controlaran este cambio lateral de facies. Por ejemplo, el pozo BO-1

indica que ese cambio lateral corresponde a depósitos de grano grueso de

arenisca conglomerática y las facies sísmicas definen de nuevo clinoformas

progradando al oeste. Es posible que este cambio lateral corresponda con el

quiebre del talud continental o un cambio en la paleogeografía de la cuenca y

sistemas de aporte sedimentario longitudinal a la cuenca.

Las secciones longitudinales (9, 13 y 17) muestran cuerpos lenticulares de escala

de centenas de metros y poco espesor que pueden representar cuerpos arenosos

o conglomeráticos dentro de los depósitos de lutita. Pero no se observan rasgos

característicos de un cañón submarino bien desarrollado (e.g. valle inciso) y es

posible que representan la cabecera del sistema de cañón submarino, pero no es

claro en qué dirección ocurrió el transporte.

67

La línea 9 muestra clinoformas definidas por reflectores que progradan hacia el sur

(figura 28) y muestra un depocentro de la cuenca que está separado del

depocentro sur. El depocentro del norte posiblemente recibió aportes en dirección

norte a sur, lo que complica la interpretación de un sistema de transporte en

dirección E a W como cabría de esperar estando el arco volcánico hacia el este.

5.2.3 Modelo de facies de las Unidades 3 y 4.

La Unidad 3 presenta condiciones paleobatimétricas similares a la Unidad 2, que

van de nerítico interno hasta el batial superior en la zona axial de la cuenca. En el

pozo BO-1 la Unidad 3 alcanza un ambiente batial medio hacia la base durante el

Maastrichtiense (65-71.3 Ma). La litología interpretada de lutita, lutita arenosa,

arenisca arcillosa indica ambientes de baja energía que son consistentes con la

paleobatimetría de la plataforma externa y talud. Esta variación en la

paleobatimetría es mayor en el pozo BO-1 en donde se alcanzan ambientes de

nerítico interno a batial medio (figura 19). Estas variaciones representan cambios

del nivel del mar de segundo orden y alcanzan más de 500 m de profundidad, por

lo que debe existir un factor tectónico que afectó la subsidencia y el levantamiento

o relleno de la cuenca.

Esto es consistente con las facies sísmicas de reflectores paralelos y

subparalelos, lateralmente continuos que caracterizan la sedimentación de

terrígenos finos en ambientes nerítico medio a batial. Cerca del pozo LB-1 (figura

23) se observan reflectores alargados paralelos continuos que tienen intercalados

reflectores que definen pequeñas clinoformas, lo que sugiere el posible quiebre de

talud, o la progradación de un delta en estadio de bajo nivel del mar sobre el

quiebre del talud durante el Eoceno. Estas clinoformas se ubican hacia la porción

oeste de las líneas sísmicas, las cuales son más cortas en la región norte debido a

lo angosto del margen continental moderno.

68

En el pozo CA-1 la Unidad 3 presenta condiciones paleobatimetricas más someras

que en los otros pozos y no incluye ambiente batial. En la línea sísmica que

contiene a este pozo (figura 24) la Unidad 3 se caracteriza por reflectores

paralelos lateralmente continuos que corresponden a sedimentos de grano fino

pero depositados en la plataforma continental.

En el pozo BO-1 reflectores paralelos continuos coinciden con lutitas areniscas

arcillosas, sin embargo, un paquete de reflectores subparalelos parecen estar

asociados a arenisca conglomerática. Estos depósitos de grano grueso podrían

ser parte de un relleno de cañón submarino o la porción proximal de un abanico

submarino, ya que la paleobatimetría corresponde al batial superior.

La Unidad 4 representa una transgresión marina durante el Mioceno, lo que

reanudó la sedimentación sobre la plataforma continental. Los pozos LB-1, CA-1 y

TO-1 indican paleobatimetría somera que va del nerítico externo al transicional

(Helenes et al., 2011). Estas características litológicas y paleobatimétricas nos

indican muy baja tasa de subsidencia, ya que en las líneas sísmicas la Unidad 4

se caracteriza por reflectores paralelos lateralmente continuos y no registran

sistemas de transporte de alta energía, lo que posiblemente refleja la interrupción

del transporte de sedimentos terrígenos hacia la cuenca de la trinchera debido a la

extensión del proto-Golfo de California (Provincia extensional del Golfo).

En la línea sísmica que contiene al pozo LB-1 la Unidad 4 se distingue por

presentar reflectores imbricados en la zona cercana al pozo, que corresponden a

paquetes de arenisca que interpretamos son resultado de una regresión en el

Mioceno medio (14.8-16.4 Ma) y depósitos de litoral, ya que la paleobatimetría

alcanza hasta ambiente transicional.

69

5.2.4 Síntesis

La estratigrafía sísmica muestra un cambio de facies sísmicas que coincide con un

cambio litológico en los pozos de PEMEX. Los reflectores por arriba del LS-1

cambian a reflectores continuos, pero en otras secciones sísmicas pierden su

continuidad hacia el oeste a través de la cuenca. Esto se interpreta como un

proceso transgresivo que también se manifiesta en los pozos como un cambio a

litofacies de grano grueso a fino, principalmente de lutita y/o lutita arenosa, en los

pozos.

Los depósitos por debajo del LS-1 en los pozos LB-1, CA-1 y TO-1 ocurrieron en

un ambiente continental y de plataforma. Solo en el pozo BO-1 el ambiente de

depositación de la Unidad 1 alcanzó un ambiente batial superior.

Las facies sísmicas por arriba del LS-1 son en su mayoría lateralmente continuas,

presentándose en un cambio de litofacies de grano medio y grueso a litofacies de

grano fino (de arenisca a lutita arenosa) asociándolo a un evento transgresivo

sobre el margen continental, excepto en el pozo BO-1 donde la sedimentación

alcanzó un ambiente batial superior.

El LS-3 es otra discordancia mayor en la cuenca y en los pozos la litología cambia

de grano medio y grueso a litología de grano fino (arenisca a lutita), con excepción

del pozo LB-1, donde el cambio es de lutita a arenisca, interpretándolo como una

segunda transgresión regional en la cuenca.

70

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71

5.3 Estructura de la cuenca de Vizcaíno

5.3.1 Geometría de la cuenca

La cuenca de Vizcaíno tiene una forma alongada en dirección NNW y la malla

sísmica abarca ~180 Km en esa dirección. El ancho de la cuenca es mayor en la

parte sur en donde alcanza > 100 Km en sección E-W, comprendiendo desde la

línea de costa actual hasta los afloramientos del Grupo Valle en la península de

Vizcaíno y la Isla de Cedros. Esta diferencia de anchura del borde continental se

debe a que la mitad norte del margen continental fue tectónicamente

desmembrado por el sistema de fallas neogénico, durante la captura de la

península de Baja California por la placa del Pacifico. Esta captura inicia con el

cese de la subducción (16 a 12 Ma) y el desarrollo del régimen transtensivo que

incluye cizalla en ambos lados de la península (Fletcher et al., 2007; Stock y

Hodges, 1989; Spencer y Normark, 1991).

En sección transversal la cuenca tiene forma de cuña hacia el este, con una

porción central con un espesor sedimentario ~ 3.7 km. En la región suroeste el

espesor sedimentario es más irregular y en algunas secciones sísmicas tiene

forma tabular y presentan plegamientos de baja amplitud que afectan a la parte

media superior de la Unidad 2 y la parte inferior de la Unidad 3.

Las secciones sísmicas en la región sur muestran que el depocentro de la cuenca

estuvo controlado por fallas normales sinsedimentarias con la parte inferior de la

Unidad 2 y de dirección aparente N-S, mientras que los pliegues afectan solo la

parte superior de la Unidad 2 hacia el suroeste de la cuenca. Esta relación nos

permite interpretar un periodo de extensión y subsidencia inicial controlado por

fallas normales seguido de una etapa de compresión y plegamiento moderado de

efecto local (?) a fines del Cretácico Tardío y el Paleoceno. El LS-1 marca el inicio

de la extensión y subsidencia generalizada de la cuenca. Mientras que el límite de

72

secuencia parece corresponder al cese de la deformación compresiva al oeste y

de la subsidencia lenta de la cuenca.

Hacia el norte las secciones sísmicas solo muestran la mitad del depocentro. El

relleno sedimentario de las unidades 2 y 3 se acuña hacia el este. Se interpreta

que la estructura de la cuenca al oeste sobre de prisma de acreción fue similar a la

región sur, pero fue cortada por las fallas neogénicas.

En el margen oeste de la península de Baja California, se han reportado tres

eventos de deformación (c.f. Busby et al., 1998); la primera fase es una fuerte

deformación extensional del Triásico tardío al Jurasico tardío que posiblemente

marca un periodo de extensión intra-arco y trasarco que no observamos en los

pozos y las líneas sísmicas de PEMEX.

La segunda fase es de extensión moderada durante el Cretácico temprano. En la

cuenca Vizcaíno este pulso de extensión parece iniciar en el Turoniense a

Coniaciense y permitió la acumulación de la Unidad 2. La tercera fase (finales del

Cretácico tardío) cambia el régimen extensional a un evento compresional, que

marca el cese de la subsidencia. Sin embargo, este evento compresional solo

afectó localmente la parte suroeste de la cuenca ocasionando pliegues de baja

amplitud (figura 13). Un levantamiento regional en el Eoceno marca un periodo de

erosión del relleno de la cuenca (LS-3) y se especula que posiblemente estuvo

asociado a la subducción plana y flotación de una corteza oceánica más joven (c.f.

Busby et al., 1998). La subducción plana también generó el volcanismo al este de

y en la Sierra Madre Occidental.

La deformación transtensiva del Mioceno afectó el margen occidental de la

cuenca, desmembrando parte de la plataforma al norte de Isla de Cedros.

73

Conclusiones

La interpretación de líneas sísmicas y registros de pozos de PEMEX en la cuenca

de Vizcaíno permitió definir 4 unidades estratigráficas mayores separadas por 3

límites de secuencia que se correlacionan en toda la cuenca. Los limites de

secuencia 1 y 2 (LS-1, LS-2), presentan relaciones discordantes que separan a las

tres unidades inferiores. Sin embargo el LS-2 es de carácter local, ya que solo

define un hiatus en el pozo LB-1, pero no en los pozos CA-1 y BO-1. El LS-3

constituye una discordancia erosional importante entre las unidades 3 y 4 que se

interpreta es debida a la subducción plana producida por la placa Farallón cuando

la dorsal Pacifico-Farallón se aproximó a la zona de subducción.

La Unidad 1 se distingue por facies de conglomerado de clastos volcánicos y de

basamento, e incluye depósitos volcanoclásticos y estratos de caliza de

caprínidos, con arenisca y lutita subordinados en toda la cuenca. Esta secuencia

sobreyace al basamento cristalino de edad Jurásico Superior a Cretácico Inferior

(PEMEX, 1979). El rango cronoestratigráfico basado en microfósiles (Helenes et

al., 2011) es Berriasiano a Turoniense temprano (~144 - 91 Ma). Una discordancia

estratigráfica (LS-1) definida por reflectores sísmicos lateralmente continuos marca

la base de la Unidad 2 (Cenomaniense tardío a Santoniense, 94 – 83 Ma). Este

cambio de facies sísmicas y el cambio a una litología de alternancias de lutita,

lutita arenosa y escaso conglomerado, marcan una transgresión marina

generalizada sobre el margen oriental de la cuenca de antearco.

Las características litológicas y la interpretación paleobatimétrica indican ambiente

nerítico en la zona axial de la cuenca y ambientes más profundos hacia el oeste.

Clinoformas buzando al oeste limitadas por discordancias locales (límites de

secuencia de 3er o más orden) permiten concluir que las unidades 1, 2 y 3

construyeron la plataforma continental durante el Cretácico y Paleógeno. La

Unidad 2 constituye el principal relleno de la cuenca y se interpreta que ocurrió en

74

respuesta a un evento de extensión activo que controló el depósito de la mitad

inferior de esa unidad, ya que fallas normales acomodan la subsidencia inicial.

Un evento de deformación local (?) por compresión produjo el plegamiento

sinsedimentario de la mitad superior de la Unidad 2 solo en la región suroeste. El

LS-2 corresponde al límite K/T en los pozos CA-1 y LB-1, mientras que el LS-2 en

el pozo BO-1 se ubicó en depósitos del Maastrichtiense. Esto indica que la Unidad

3 es de edad Paleoceno temprano a Eoceno Medio y registra las condiciones

paleobatimétricas más profundas, que alcanzaron el batial medio hacia el oeste de

la cuenca. Un hiatus entre el Eoceno medio y el Mioceno medio define el LS-3

como un periodo de inversión de la cuenca que posiblemente se relaciona con la

subducción plana de la placa Farallón bajo de la Norteamérica. Esta interpretación

es consistente con la posición alejada del arco volcánico en la Sierra Madre

Occidental y el altiplano mexicano. La parte inferior de la Unidad 1 se correlaciona

en edad y litología con el Grupo Alisitos (Aptiense a Albiense). Pero también

incluye litología y un rango de edad en traslape con la Fm. Valle (Albiense a

Cenomaniense) del norte de la península de Vizcaíno.

La Unidad 2 se correlaciona en edad con parte de la secuencia en el sur de la

península de Vizcaíno, en donde es de ambiente más profundo (Kimbrough et al.,

2001) (Campaniense tardío a Maastrichtiense). Tanto la Unidad 2 como la sección

sur de la Sierra de San Andrés tienen mayor correlación con la Fm Rosario del

norte de Baja California (Campaniense-Maastrichtiense).

La Unidad 3 (Paleoceno-Eoceno medio) es contemporánea con la Formación

Sepultura al norte y con la Formación Bateque al sur. Su límite superior es la

discordancia erosional o hiatus del Eoceno al Mioceno, cuando ocurre una

transgresión marina sobre la plataforma expuesta que depositó una secuencia

condensada de edad Mioceno (Unidad 4). Se desconoce si esta unidad es

correlacionable con la Formación Tortugas de la península de Vizcaíno en donde

representa una transgresión que alcanzó el ambiente batial posiblemente en el

talud hacia la trinchera.

75

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Tesis defendida por Nancy Elizabeth García Serratos y