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Relationship between extensional and contractional deformations in the center-south region of the maracaibo basin: implications for the development of potential oil tramps/Relacion de la deformacion extensional y contractiva en la region centro-sur de la cuenca de Maracaibo: implicancias para el desarrollo de potenciales trampas petroliferas/Relacao da deformacao extensional e contrativa na regiao centro-sul da bacia de maracaibo....

SUMMARY

From 3D seismic-structural interpretations and well data integration, a set of inverted structures were identified, which allowed to establish the relationships between extensional and compressional deformation in the central-south regiOn ("B" and "VIII" blocks) of the Maracaibo Basin, starting with the recognition of a group of inverted structures. Important harpoon structures and short cuts have developed, representing efficient structural traps and new exploratory opportunities in the petroleum industry. Different N-S and E-W seismic profiles show how the partial inversion of the Mesozoic half-grabens plays a fundamental role in the control of compressional deformations in the region. The compressional deformation and the associated structural traps are related to two principal tectonic phases (Paleocene and Miocene) associated with tectonic episodes affecting the northern margin of Venezuela, correlated with the oblique collision between the Panama Arc and the NW edge of South America, and the uplift of the Merida Andes.

RESUMEN

La interpretacion estructural de informacion sismica 3D, y su integracion con datos de pozos perforados en la region central y sur (bloques "B" y "VIII") de la Cuenca de Maracaibo, permitio establecer relaciones entre la deformacion extensional y contractiva, a partir del reconocimiento de un conjunto de estructuras invertidas. Importantes estructuras de arpon y fallas de atajo se han desarrollado, representando buenas trampas estructurales, por lo que son consideradas como nuevas oportunidades exploratorias en la busqueda de hidrocarburos. Diferentes perfiles sismicos orientados N-S y O-E, muestran como la inversion parcial de semi-grabenes mesozoicos, juegan un rol fundamental en el control de la deformacion contractiva a lo largo de la region. Esta ultima, de especial interes para la formacion de trampas estructurales, se relaciona con dos fases tectonicas principales (Paleoceno-Mioceno), asociadas con episodios tectonicos mayores que han afectado el margen norte de Venezuela, siempre correlativas con la colision oblicua del Arco de Panama y el flanco NO de Sudamerica, y con el levantamiento de los Andes meridenos, respectivamente.

PALABRAS CLAVE / Cuenca de Maracaibo / Estructuras Invertidas / Semi-Grabenes / Trampas Estructurales /

RESUMO

A interpretacao estructural de informacao sismica 3D, e sua integracao com dados de pocos perfurados na regiao central e sul (blocos "B" e "VIII") da Bacia de Maracaibo, permitiu estabelecer relacoes entre a deformacao extensional e contractira, a partir do reconhecimento de um conjunto de estructuras invertidas. Importantes estruturas de arpeo e falhas de atalho tem sido desenvolvidas, representando boas armadilhas estruturais, pelo que sao consideradas como novas oportunidades exploratorias na procura de hidrocarbonetos. Diferentes perfis sismicos orientados N-S e O-L, mostram como a inversao parcial de semi-grabens mesozoicos, tem um papel fundamental no controle da deformacao contrativa ao longo da regiao. Esta ultima, de especial interesse para a formacao de armadilhas estruturais, se relaciona com duas fases tectonicas principais (Paleoceno-Mioceno), associadas com episodios tectonicos maiores que tem afetado a margem norte de Venezuela, sempre correlativas com a colisao obliqua do Arco de Panama e o flanco NO da America do Sul, e com a elevacao dos Andes meridenhos, respectivamente.

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La arquitectura de muchas fajas plegadas y corridas en el mundo, y de sus cuencas sedimentarias asociadas, esta dominada por estructuras contractivas que generalmente despliegan rasgos geometricos mas o menos simples (Bally et al., 1966; Boyer y Elliot, 1982). Sin embargo, en multiples casos se ha podido reconocer como las estructuras contractivas que integran ambos contextos interfieren frecuentemente con estructuras extensionales previamente formadas, produciendo de esa manera patrones complejos de deformacion (Scisciani et al., 2002). Esta situacion ha permitido entender que el estilo y la dinamica de la deformacion contractiva, a lo largo de sistemas de rift o margenes pasivos, puede ser muy complicada, obedeciendo a la posible interaccion entre rasgos tectonicos extensionales formados tempranamente y rasgos contractivos, comunmente asociados a su inversion tectonica (Badley et al., 1989; Butler, 1989).

La inversion tectonica es, en el sentido mas simple, un termino que agrupa todo aquel proceso de deformacion donde areas que poseen un previo relieve estructural negativo, se convierten en areas con relieve estructural positivo, debido al cambio de un regimen de esfuerzos extensionales a uno compresivo (Cooper y Williams, 1989: Keller y McClay, 1995; Yamada y McClay, 2004). Uno de los factores mas criticos en este proceso es su gran dependencia de la herencia tectonica extensional, como por ejemplo la geometria y orientacion de los planos de fallas normales, y la forma como son aplicado los esfuerzos compresivos sobre ellas, los cuales a su vez, se conjugan con la resistencia de las rocas, los fluidos presentes y el coeficiente de friccion entre otros factores (Sibson, 1995). Es por ello que las estructuras invertidas pueden desplegar diversos estilos, que pasan por el desarrollo de estructuras de arpon, formacion de contrafuertes, retrocorrimientos, cabalgamientos fuera de secuencia, tallas de atajo y estructuras decapitadas, entre otras (Figura 1).

En el mundo se han reconocido grandes sistemas de rift y margenes pasivos con multiples evidencias de inversion tectonica. Igualmente, el origen de distintas cadenas montanosas se ha relacionado directamente con el cierre de antiguas cuencas extensionales. Ejemplos de ello son el Mar del Norte, la region central de los Apeninos en Italia, el Valle Magdalena en Colombia, la costa NE de Brasil, las cuencas extensionales mesozoicas del NO de Argentina y el margen pasivo Cretacico del oeste y NE de Venezuela. Estos sistemas guardan, en su arquitectura interna, estructuras tipicas relacionadas con la reactivacion e incluso decapitacion de fallas extensionales antiguas, lo que a su vez ha permitido el desarrollo de regiones con excelentes oportunidades para la exploracion de hidrocarburos. De tal modo, un aspecto importante en la inversion tectonica es que puede tener un efecto positivo en la creacion de trampas estructurales.

[FIGURA 1 OMITTED]

En este trabajo se muestra un ejemplo clasico, en Venezuela, para el analisis de las relaciones tectonicas extensionales y contractivas, que permiten reconocer oportunamente diversos estilos estructurales de inversion tectonica, como los mostrados en la Figura i. El area de estudio se ubica en la region centro-sur de la Cuenca de Maracaibo, donde se hallan los bloques de explotacion "B" y "VIII" de PDVSA (Figuras 2 y 3). Las distintas interpretaciones estructurales, volcadas sobre perfiles de reflexion sismica 2D-3D a lo largo de la cuenca, han permitido caracterizarla con una cuenca tipo "antepais" intramontanosa (Audemard, 1991; Lugo, 1991). Sin embargo, en su porcion central y meridional, se han reconocido importantes fallas de rumbo (p. ej. Falla Urdaneta, Falla Lama-Icotea, Pueblo Viejo) como parte de su anatomia, las cuales desarrollan cuencas pull-apart y estructuras invertidas NNE-SSO, reflejando la importancia que ha tenido la deformacion transtensional y la inversion tectonica en la region (Escalona y Mann, 2003) y, por ende, la estrecha relacion que guardan las estructuras extensionales previamente formadas.

[FIGURA 2 OMITTED]

[FIGURA 3 OMITTED]

Apoyado en una nueva interpretacion estructural de informacion sismica 3D y en la integracion de informacion de pozos, este estudio tiene como objetivo reconocer estilos de inversion tectonica que lleven a establecer relaciones entre las estructuras extensionales y contractivas, confinados a lo largo de la region central y sur de la Cuenca de Maracaibo. La identificacion de potenciales trampas estructurales asociadas con estos estilos son un importante aporte, al representar nuevas oportunidades exploratorias para la busqueda de hidrocarburos. El correcto entendimiento de estas relaciones ayudaria a aumentar las opciones de busqueda de objetivos dentro de sistemas petroliferos, debido a que la geometria extensional original aporta informacion relacionada con los espacios donde se ubican y se preservan las rocas madres, pero la formacion de estructuras invertidas podria activar la migracion de importantes volumenes de hidrocarburos dentro del sistema.

La Cuenca de Maracaibo

La Cuenca de Maracaibo constituye una cuenca intracratonica activamente subsidiente que cubre ~30.000 [km.sup.2], limitando al este y al oeste por los Andes de Merida (AM), la Serrania de Trujillo (ST) y por la Sierra de Perija (SP), respectivamente, y al norte por el sistema de fallas rumbo-deslizantes destral Oca-Ancon (Figura 3). Geometricamente define un dominio triangular que ha sido denominado como Bloque de Maracaibo (Roure et al., 1997; Castillo y Mann, 2006), siempre dentro de una zona de deformacion dominada por la interaccion de las placas Caribe-borde norte de Sudamerica (Lugo y Mann, 1995; Audemard y Audemard, 2002). Su historia geologica graba multiples fases tectonicas, que van desde la separacion entre Norteamerica y Sudamerica durante el Jurasico, seguido por la migracion desde el oceano pacifico de la placa Caribe a partir del Paleoceno, hasta su posicion actual (Lugo y Mann, 1995). Algunos autores, han decidido agrupar estas fases en tres episodios principales (Figura 4), los cuales pueden ser resumidos como:

Una primera fase tectonica durante el Jurasico Tardio, caracterizada por el establecimiento de sistemas de rift, y el desarrollo de importantes semi-grabenes corticales NNE-SSO (Maze, 1984; Bartok, 1993; Lugo y Mann, 1995; Parnaud et al., 1995) controlados por fallas mayores NNE-SSO (ej. Falla Lama-Icotea, Falla Pueblo Viejo y Falla Urdaneta), los cuales fueron rellenados por potentes series continentales de sedimentos rojos (Pindell and Barrett, 1990; Bartok, 1993; Mann, 1999).

Una fase de margen continental pasivo durante el Cretacico Temprano-Tardio, donde se establecio una amplia plataforma clastica-carbonatica, que afecto todo el borde oeste de Venezuela, acumulandose ~2000m de espesor de sedimentos polifasicos (carbonatos, lutitas y areniscas), definidos como el Grupo Collogo (formaciones Lisure, Mataca y Apon) y las formaciones La Luna y Colon (Kellogg, 1984; Azpirixaga, 1991; Escalona y Mann, 2006).

Una fase de margen activo, relacionada con el acortamiento tectonico del margen pasivo, la cual indujo detbrmacion transtensional, inversion de fallas normales y continuas subsidencias a partir del Paleoceno-Eoceno, asociada fundamentalmente con la colision del Arco de Panama y el extremo norte de la placa Sudamericana, y combinado con la subduccion de angulo bajo de la Placa del Caribe bajo el norte de Sudamerica (Audemard, 1991; De Toni y Kellogg, 1993; Colletta et al., 1997; Castillo, 2001; Escalona y Mann, 2006). Ello desencadeharia, en sucesivos eventos de reactivacion de fallas antiguas principalmente mesozoieas a partir del Mioceno, episodio tectonico relacionado estrechamente con el levantamiento de los Andes de Merida, en el occidente de Venezuela (Kellogg, 1984; Escalona y Mann, 2003; Dhont et al., 2005).

[FIGURA 4 OMITTED]

Datos y Metodologia

Los datos utilizados en este estudio corresponden a un cubo sismico 3D (3036 [km.sup.2]), que abarca los bloques de explotacion "B y VIII" (Figura 3), e informacion de pozos correspondientes a la Unidad de Explotacion Centro Sur Lago PDVSA. El analisis estructural se fundamento en la interpretacion tectonica de perfiles de reflexion sismica orientados N-S y O-E, implementando un patron de interpretacion con un intervalo de uno cada 25 perfiles (considerado este intervalo como un espaciado donde se puede mantener un control en la correlacion de los reflectores y sentido coherente de la data), y en la integracion de informacion sismica con datos relativos a los topes estructurales de las series estratigraficas cenozoicas y mesozoicas presentes en el substrato. En este articulo solo se muestran perfiles O-E, dado que iluminan mejor el contexto estructural. La longitud promedio de las lineas interpretadas es 14km, y la data sismica se muestra a partir de 1500mseg, ya que la empresa proveedora de la informacion permite su uso solo para niveles mayores a esta velocidad.

A fin de visualizar las diferentes geometrias asociadas con estructuras invertidas que actuan como potenciales trampas estructurales y entender mejor la interaccion entre la tectonica extensional y contractiva que afecta series meso-cenozoicas durante el proceso de inversion tectonica en la region, se consideraron como guias importantes a los reflectores sismicos asociados a la discordancia del Eoceno, al tope del Cretacico Tardio, al tope del Cretacico Temprano, y al Tope del posible basamento Jurasico (Figura 4). A partir de los pozos SLB-2 y el pozo CLD-50 (Figura 3), fueron confeccionados sismogramas sinteticos, lo cual ayudo a definir los reflectores sismicos de interes y ajustados para la densidad de pozos restantes. Esta intbrmacion fue proyectada a los perfiles sismicos mas cercanos, para su posterior interpretacion. Los criterios establecidos para la interpretacion de fallas y plegamiento fueron: a) cambios bruscos de amplitudes sismicas, b) presencia de reflectores deformados, c) perdida o rupturas lineales del dato sismico, d) repeticiones o ausencia de secuencias mostradas por los datos de pozos, y e) cambios abruptos de buzamientos y truncamiento de reflectores guias, entre otros.

[FIGURA 5 OMITTED]

Interaccion entre Estilos Estructurales Extensionales y Contractivos

A lo largo de la region central y sur de la Cuenca de Maracaibo es posible reconocer multiples situaciones estructurales, donde tallas normales de alto angulo y tallas inversas de angulo moderado (>50[grados]) interfieren al igual que las mostradas en la Figura 1. Esta relacion contemplada entre ambos estilos es quizas mas clara en los niveles profundos de la cuenca, donde mayormente yacen las series correspondientes al basamento Jurasico y al Cretacico Tardio. No obstante, en la seccion intermedia, las unidades del Cretacico Medio-Temprano permiten que esta misma relacion tienda a ser algo mas dificil de evidenciar, ya que la deformacion extensional clasica, caracterizada por fallas normales con bloques basculados y series syn-extensionales alojadas en sus bloques deprimidos; se encuentra parcialmente enmascarada y solapada por estructuras compresivas mas jovenes, que afectan notablemente a esta cubierta sedimentaria syn-extensional (Figuras 5 y 6).

Las fallas normales interpretadas en este estudio corresponden a un arreglo NNE-SSO de estructuras de alto angulo (Figuras 5 y 6) bien preservadas, que afectan notablemente a espesas secuencias del Crctacico junto a su basamento, inclusive estas podrian llegar a cortar rocas del Paleozoico (aunque de estas ultimas no se tienen datos de pozos en la region), como tambien han sido previamente interpretadas en la region central de la cuenca, de acuerdo a los estudios de Escalona y Mann (2003, 2006). Estas estructuras son ocasionalmente visualizadas formando geometrias de semigraben, que definen los antiguos depocentros mesozoicos y controlan las variaciones de espesores en las unidades que integran al Grupo Cogollo, como se observan en las Figuras 4 y 5. Estudios previos han relacionado estos rasgos estructurales con sistemas de fallas de primer orden, que inducen una importante deformacion de rumbo con cuencas pull-aparts y elementos estructurales contraccionales asociados dentro del Bloque de Maracaibo. Ejemplos de ellas son la Falla Lama-Icotea, la Falla de Pueblo Viejo y la Falla de Urdaneta (Lugo y Mann, 1995; Roure et al., 1997; Escalona y Mann, 2003; Castillo y Mann, 2006; Martinez y Carrasquel, 2008; Martinez et al., 2008).

Sin embargo, multiples perfiles de reflexion sismica profunda O-E, a lo largo de la region de estudio, han permitido reconocer estructuras clasicas de inversion tectonica (Figura 1) que actualmente yacen soterradas bajo la imponente discordancia del Eoceno. Entre ellas resaltan:

a) Estructuras de arpon NE-SO, formadas a partir de la reactivacion parcial de los bloques deprimidos, en los semi-grabenes que controlan los principales depocentros cretacicos (ejemplo en Figuras 5 y 6). Los aspectos mas relevantes en este estilo estructural son: 1) el aumento relativo del espesor de las series cretacicas syn-extensionales, que forman anticlinales asimetricos en forma de punta de flecha contra las fallas principales (Figuras 1 y 6), para las cuales no se descarta un movimiento en el rumbo durante su reactivacion, y 2) el alto angulo de la falla (>50[grados]).

b) Estructuras tipo short-cut o fallas de atajo, que es el estilo estructural mas frecuente observado hacia el extremo central de la cuenca y, por lo general, decapitan y rotan las estructuras extensivas mesozoicas. Ello ocurre en respuesta a dos alternativas, una es que el tramo superior de la estructura extensiva, posea un buzamiento alto y no se reactive (Figuras 1 y 7), de modo que su inversion obliga a cortar en niveles inferiores para seguir su camino (Figura 1). La otra es que la direccion de compresion sea perpendicular al rumbo de una estructura extensional de angulo alto (Sibson, 1995). Por esta razon, se observan fallas normales de muy alto angulo, enraizadas en el dorso de los antielinales asociados a estas fallas, como se muestra en la figura 7, y como tambien se han reconocido en la porcion mas oriental de la cuenca, a partir de numerosos perfiles sismicos regionales (Roure et al., 1997; Escalona y Mann, 2006).

c) Retrocorrimientos, estilo estructural que esta estrechamente ligado a los bloques deprimidos de las fallas invertidas. como se muestra en la Figura 1. En el area de estudio, transfieren el acortamiento tectonico absorbido por las estructuras de primer orden dentro de la cobertura mesozoica, convergencia opuesta al movimiento inverso de las fallas reactivadas (Figura 8). Generalmente mantienen despegues basales en las secuencias cretacicas, y nuclean en las tallas invertidas originando asi anticlinales menores (Figura 6).

[FIGURA 7 OMITTED]

Una de las estructuras clasicas de primer orden, que controla y guarda un claro registro de la deformacion polifasica en la region central y sur de la cuenca, es la falla Lama-Icotea. Considerada fundamentalmente como una estructura de piel gruesa, se caracteriza por presentar un movimiento relativo de rumbo sinestral, con desplazamientos de hasta 18km, lo cual le permite desarrollar una cinematica compleja a lo largo del rumbo. Por ejemplo, esta estructura en la region central de la cuenca se observa como una clasica falla normal de crecimiento, al menos en un segmento superior, ejerciendo de esta manera un claro control en los espesores de la secuencia paleogena (Figuras 7 y 8). Sin embargo, en el extremo sur del area de estudio, su comportamiento es netamente transpresivo, induciendo a la formacion de estructuras invertidas (Figuras 5 y 6). en esto contraste con las zonas de relajamiento y compresion desarrolladas a lo largo de su rumbo propuestas por Escalona y Mann (2003) y Martinez et al. (2008).

Aunque en muchos estudios sismicos-estructurales la falla Larna-Icotea, es interpretada como una falla de rumbo sinestral (Audemard, 1991; Roure et al., 1997; Martinez y Carrasquel, 2008), en la region meridional de la cuenca su imagen deja observar movimientos normales en los niveles estructurales profundos, que serian heredados de la fase tectonica extensional mesozoica. Asi mismo, existen una serie de fallas de atajo que se propagan a partir de esta estructura, lo que permite establecer una buena relacion entre la historia tectonica extensional mesozoica y contractiva cenozoica respectivamente, para el area de estudio, como lo muestran las Figuras 7 y 8.

Desarrollo de Potenciales Trampas Petroliferas

Como ha sido demostrado a partir de numerosas campanas exploratorias a nivel mundial (Cuenca Taranaki en Nueva Zelanda, Mar del Norte, Cuenca Neuquen en Argentina, Valle Magdalena en Colombia, entre otros), las estructuras invertidas desarrolladas a partir de la reactivacion contractiva de fallas normales forman importantes anticlinales idoneos para la acumulacion de hidrocarburos (Macgregor, 1995), de tal modo que las cuencas que han sido localmente invertidas resultan muy atractivas, al menos para el establecimiento de buenas trampas estructurales. La region mostrada en este estudio presenta un buen arreglo de estilos contractivos considerados como trampas estructurales prospectivas, que estan condicionadas por una evolucion tectonica extensional temprana (Talukdar et al., 1986; Talukdar y Marcano, 1994; Bueno, 1996; Gallango et al., 2002; Escalona y Mann, 2006). Este aspecto obedece a la existencia de multiples anticlinales asociados con la reactivacion de fallas normales mesozoicas, que actualmente alojan importantes cantidades de petroleo dentro de las secuencias clasticas terciarias confinadas en las crestas de estas estructuras, y que se distribuyen tanto en el extremo norte como al sur de la cuenca.

Con base en esta consideracion, la interaccion entre estilos estructurales de genesis diferentes, reconocidas en la region estudiada, se ha convertido en un contexto llamativo para la acumulacion de hidrocarburos, lo cual ha llevado a definida como un area de interes. Los distintos tipos de trampas estructurales identificados en este estudio (Figuras 5 a 8) envuelven mayormente rocas mesozoicas, como ya se ha discutido arriba, de tal manera que las oportunidades exploratorias presentadas para esta region, se focalizan en estructuras invertidas con reservorios cretacicos (Grupo Cogollo). En tal sentido, la inversion parcial de arreglos antiguos de fallas normales NNE-SSO ha permitido desarrollar anticlinales con buenos cierres estructurales, los cuales preservan, en sus nucleos, potenciales tocas generadoras y reservorios de hidrocarburos de caracter clasticas y carbonaticas, siendo a su vez solapados por las discordancias terciarias (p. ej. discordancia del Eoceno), las que actuan como sellos estratigraficos en los procesos de migracion y escape de fluidos (Figuras 5 y 6). Cabe resaltar que la deformacion parcial y decapitacion de las estructuras extensionales en los niveles profundos de la cuenca hace que sus depositos mantengan geometrias relativamente similares a sus formas originales, generando de este modo, cierres estructurales relacionados con la extension mesozoica (Figura 6).

Aunque, la mayoria de las trampas estructurales documentadas para esta cuenca se asocian con anticlinales que envuelven rocas esencialmente paleogenas y neogenas (Lugo y Mann, 1995; Roure et al., 1997; Gallango et al., 2002; Escalona y Mann, 2006), un nuevo esquema estructural complejo, relacionado con la participacion de estructuras invertidas profundas, resulta un escenario prospectivo para nuevos blancos exploratorios en la Cuenca de Maracaibo.

Edad de la Deformacion

Durante este estudio, la edad de la deformacion ha sido deducida a partir de las relaciones observadas entre las estructuras analizadas, con respecto a las discordancias de primer orden. Sin embargo, en la evolucion tectonica de la Cuenca de Maracaibo y del flanco mas noroccidental de Sudamerica siempre se ha propuesto una fase inicial para la compresion tectonica que grada desde el Paleoceno Tardio al Eoceno Tardio (-55 a ~37Ma), la cual ha sido relacionada con la colision oblicua de la placa Caribe con el extremo nor-noroeste de la cuenca (Pindell y Barrett, 1990; Mann, 1999; Lugo y Mann, 1995; Escalona y Mann, 2006). Es por ello que se ha puesto especial interes en el entendimiento de la deformacion contractiva, ya que constituye el piston esencial para la inversion tectonica de las estructuras extensionales mesozoicas, permitiendo desarrollar importantes trampas estructurales en la region de estudio.

En los diferentes perfiles de reflexion sismica, dispuestos en la zona sur de la cuenca (Figuras 5 y 6), es posible reconocer como la deformacion contractiva asociada con la inversion parcial de estructuras extensionales es sellada por la discordancia del Eoceno. Esto es evidenciado mas claramente por la forma como se truncan contra esta discordancia los paquetes de reflectores sismicos correspondientes a la secuencia syn-extensional del Cretacico Temprano. Considerando esta observacion, existiria al menos una fase inicial para la compresion y acortamiento tectonico (no cuantificado en este estudio), al menos durante el Paleoceno(?) y parte del Eoceno Temprano, ya que dentro del registro estratigrafico historico, mucha de la seccion basal del Eoceno no esta presente.

Esta discordancia marcaria un primer pulso de deformacion compresiva dentro de la cuenca, y estaria relacionada con los efectos del establecimiento de la cuenca de "antepais", producto de la colision oblicua del Arco de Panama y el flanco norte de Sudamerica (Lugo y Mann, 1995). Sin embargo, hacia el norte del area de estudio, esta discordancia se encuentra plegada y desplazada por estructuras importantes, evidenciando otro episodio de deformacion. Un caso particular se observa en el segmento mas septentrional de la falla Lama-Icotea,

donde se ha podido reconocer una importante reactivacion tectonica durante el Neogeno, especificamente en el Mioceno. Esto es claro por el plegamiento de algunos reflectores sismicos (Figuras 6 y 7), correspondientes a secuencias terciarias jovenes, que ocasionalmente muestran un crecimiento sintectonico. Esta reactivacion es asociada con el escape hacia al norte del "Bloque Maracaibo" durante el Mioceno, producto del Levantamiento de los Andes de Merida (Taboada et al., 2000; Audemard y Audemard, 2002; Colmenares y Zoback, 2003).

Discusion y Conelusiones

Los niveles corticales profundos del centro y sur de la Cuenca de Maracaibo graban un espectacular registro de los diferentes episodios tectonicos meso-cenozoicos que han afectado a la region norte del continente sudamericano y Venezuela, los cuales han favorecido al desarrollo de interacciones tectonicas extensionales y contractivas complejas, reconocidas actualmente como tipicos ejemplos de inversion tectonica. Los principales rasgos tectonicos extensionales observados en el substrato de la Cuenca de Maracaibo, se han relacionado estrechamente con la ruptura continental del extremo septentrional de Pangea durante el Jurasico Temprano (Pindell y Barrett, 1990); episodio que dio paso a la creacion del oceano Proto-Caribe, constituyendo un evento tectonico clave para el establecimiento de la arquitectura extensional mesozoica, el desarrollo de diferentes depocentros, y para el deposito de potenciales rocas generadoras de hidrocarburos a lo largo del flanco noroccidental de Venezuela.

Aunque la historia tectonica mesozoica es un factor fundamental para la formacion temprana de fallas extensionales en la region de estudio, los sucesivos episodios de acortamiento tectonico, que han afectado al margen continental, al menos desde el Paleoceno Tardio (Pindell y Barrett, 1990; Mann, 1999; Escalona y Mann, 2003; Lugo y Mann, 1995) generaron un conjunto de estructuras contractivas, responsables del entrampamiento de grandes volumenes de hidrocarburos.

Diversos modelos tectonicos que involucran varios patrones de deformacion han sido propuestos en base a las sistematicas interpretaciones sismicas-estructurales durante los ultimos 20 anos de exploracion petrolera concentradas a la busqueda de trampas prospectivas. La data mostrada en este estudio ha permitido reconocer numerosas estructuras invertidas relacionadas con la interaccion de antiguas fallas extensionales posteriormente reactivadas, mostrando la importancia que tiene el proceso de inversion tectonica dentro de la Cuenca de Maracaibo.

Estudios previos (Maze, 1984; Bartok, 1993; Lugo y Mann, 1995; Parnaud et al., 1995; Castillo y Mann, 2006; Martinez y Carrasquel, 2008), han reconocido un patron preferencial de estructuras extensionales y contractivas NNE-SSO a traves de la Cuenca de Maracaibo, el cual concuerda con las observadas en este estudio. De tal forma, existe una relacion directa entre las estructuras contractivas, y la inversion tectonica parcial de patrones extensionales, en un proceso que involucra una deformacion de piel gruesa con propagacion de las estructuras invertidas en la cobertura. Esquemas similares han sido interpretados por Bueno (1996), Roure et al (1997), y Escalona y Mann (2003), entre otros, e incluso han sido interpretados mas al norte, en la vecina Cuenca de Falcon, por Gorney et al (2007).

A partir del analisis estructural de imagenes sismicas profundas 3D, que iluminan al basamento pre-Cretacico, y a las series meso-cenozoicas, se ha podido extraer algunas conclusiones de interes:

1. Las estructuras extensionales asociadas a la deformacion mesozoica, juegan un rol fundamental en el control de la deformacion contractiva en la cuenca. Ello se evidencia por la inversion parcial de semigrabenes jurasicos, donde la mayoria de las fallas normales actuan como rampas moviles y/o rigidas en los subsecuentes procesos de acortamiento tectonico, permitiendo el desarrollo de estructuras de arpon, tallas de atajo y retrocorrimientos.

2. En concordancia con lo observado en estudios anteriores (Bueno, 1996; Roure et al., 1997; Escalona y Mann, 2006; Castillo y Mann, 2006), la deformacion en la region de estudio tiende a un doble comportamiento. Ello quiere decir que en niveles estructurales profundos, prevalece una deformacion de piel gruesa que afecta notablemente al basamento pre-Cretacico (pudiendo afectar rocas paleozoicas); sin embargo, esta deformacion es propagada hacia la cobertura sedimentaria, donde consolida un dominio de deformacion de piel delgada que afecta a las series del Cretacico Medio y el Terciario, con despegues basales ubicados a nivel del Cretacico Medio. Este estilo es geometricamente muy similar al de una faja plegada y corrida constituida por un abanico imbricado.

3. Escenarios tales como la preservacion de anticlinales armonicos y asimetricos que envuelven rocas generadoras y reservorios de hidrocarburos con buenos cierres estructurales, la presencia de importantes discordancias (p. ej. Discordancia del Eoceno) que solapan las trampas relacionadas con estructuras invertidas actuando como sello en la migracion y escape de fluidos, y la preservacion parcial de las estructuras extensionales en los niveles profundos de la cuenca; hacen que la relacion entre la deformacion extensional y contractiva en el area de estudio sea un factor muy llamativo para la acumulacion de hidrocarburos.

4. La edad de la deformacion contractiva, que impulsaria el proceso de inversion tectonica en la cuenca, se relaciona con dos fases tectonicas principales: una fase inicial de compresion, estimada para el Paleoceno(?)-Eoceno Temprano, asociada al inicio de la colision oblicua entre el Arco de Panama y el flanco norte de Sudamerica; y un segundo periodo de reactivacion ligado con el escape del "Bloque Maracaibo", y el levantamiento de los Andes de Merida en el Mioceno. Ello coincide con los eventos tectonicos mayores registrados hasta el momento en la evolucion tectono-estratigrafica de la Cuenca de Maracaibo y areas vecinas.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen el apoyo brindado por Petroleos de Venezuela S.A. al suministrar la data sismica y de pozos para este estudio, al Vicerectorado de la Universidad de Oriente, Venezuela, por el financiamiento otorgado y a Sindy Devis, por sus valiosos comentarios.

REFERENCIAS

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Recibido: 05/07/2010. Modificado: 15/11/2010. Aceptado: 16/11/2010.

Fernando Martinez. Estudiante de doctorado en Geologia Estructural, Universidad de Chile (UC). Direccion: Departamento de Geologia, Facultad de Ciencias Fisicas y Matematicas, UC. Plaza Ercilla 803, Santiago Centro, Chile. Profesor Asistente, Geologia Estructural. Universidad de Oriente (UDO), Venezuela. e-mail: martinezfjh@hotmail.com

Jealitza Roux. Estudiante de maestria en Geofisica, Instituto Universitario Tecnologico del Estado Bolivar (IUT-BEB). Venezuela. Profesora, IUTEB, Venezuela. e-mail: jealitza@gmail.com

Jose Felix Castillo. Ingeniero Geologo. Petroleos de Venezuela, S.A (PDVSA). e- mail: josefelix83@hotmail.com

Marx Bastardo. Ingeniero Geologo. Petroleos de Venezuela, S.A (PDVSA). e-mail: marx_bastardo@hotmail.com

Mariela Carrasquel. Ingeniero Geologa. Petroleos de Venezuela, S.A (PDVSA). e- mail: carrasquelmeb@yahoo.com
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Author:Martinez, Fernando; Roux, Jealitza; Felix Castillo, Jose; Bastardo, Marx; Carrasquel, Mariela
Publication:Interciencia
Date:Dec 1, 2010
Words:5906
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