Cuencas sedimentarias

Las cuencas sedimentarias son regiones de la Tierra donde el hundimiento a largo plazo crea un espacio de alojamiento para la acumulación de sedimentos. A medida que los sedimentos se entierran, se ven sometidos a presiones crecientes y comienzan los procesos de compactación y litificación que los transforman en roca sedimentaria.

Las cuencas sedimentarias ocurren en diversos entornos geológicos generalmente asociados con la actividad de las placas tectónicas. Los procesos tectónicos que conducen al hundimiento incluyen el adelgazamiento de la corteza subyacente; carga sedimentaria, volcánica o tectónica; o cambios en el espesor o la densidad de la litosfera adyacente.

Las cuencas se clasifican por su entorno tectónico (divergente, convergente, transformante, intraplaca), la proximidad de la cuenca a los márgenes activos de la placa y si la corteza oceánica, continental o de transición subyace a la cuenca. Las cuencas formadas en diferentes regímenes tectónicos varían en su potencial de conservación. En la corteza oceánica, es probable que las cuencas se subduzcan, mientras que las cuencas continentales marginales pueden conservarse parcialmente y las cuencas intracratónicas tienen una alta probabilidad de conservación.

Las cuencas sedimentarias tienen una gran importancia económica. Casi todo el gas natural y el petróleo del mundo y todo su carbón se encuentran en rocas sedimentarias. Muchos minerales metálicos se encuentran en rocas sedimentarias formadas en ambientes sedimentarios particulares.

Métodos de formación

Las cuencas sedimentarias se forman principalmente en entornos convergentes, divergentes y de transformación. Los límites convergentes crean cuencas de antepaís a través de la compresión tectónica de la corteza oceánica y continental durante la flexión litosférica. La extensión tectónica en los límites divergentes donde se está produciendo el rifting continental puede crear una cuenca oceánica naciente que conduzca a un océano oa la falla de la zona de rift. En configuraciones tectónicas de deslizamiento, los espacios de acomodación ocurren como cuencas transpresionales, transtensionales o transrotacionales de acuerdo con el movimiento de las placas a lo largo de la zona de falla y las cuencas de separación de la topografía local.

Estiramiento litosférico

Si se hace que la litosfera se estire horizontalmente, mediante mecanismos como el empuje de las crestas o la tracción de las zanjas, se cree que el efecto es doble. La parte inferior y más caliente de la litosfera "fluirá" lentamente alejándose del área principal que se está estirando, mientras que la corteza superior, más fría y más quebradiza, tenderá a fallar (agrietarse) y fracturarse. El efecto combinado de estos dos mecanismos es que la superficie de la Tierra en el área de extensión se hunde, creando una depresión geográfica que a menudo se llena de agua y/o sedimentos. (Una analogía podría ser una pieza de caucho, que se adelgaza en el medio cuando se estira).

Un ejemplo de una cuenca causada por el estiramiento litosférico es el Mar del Norte, también un lugar importante para importantes reservas de hidrocarburos. Otra característica similar es la Provincia de Cuenca y Cordillera, que cubre la mayor parte del estado de Nevada, EE. UU., formando una serie de estructuras de horst y graben.

Otra expresión del estiramiento litosférico da como resultado la formación de cuencas oceánicas con dorsales centrales; El Mar Rojo es de hecho un océano incipiente, en un contexto de tectónica de placas. La desembocadura del Mar Rojo es también un triple cruce tectónico donde se encuentran la Dorsal del Océano Índico, el Rift del Mar Rojo y el Rift de África Oriental. Este es el único lugar del planeta donde una unión triple de este tipo en la corteza oceánica está expuesta subaérea. La razón de esto es doble, debido a una alta flotabilidad térmica (hundimiento térmico) de la unión y una zona local arrugada de la corteza del fondo marino que actúa como una presa contra el Mar Rojo.

Compresión/acortamiento y flexión litosférica

Si se coloca una carga sobre la litosfera, tenderá a flexionarse a la manera de una placa elástica. La magnitud de la flexión litosférica es función de la carga impuesta y de la rigidez a la flexión de la litosfera, y la longitud de onda de la flexión es función únicamente de la rigidez a la flexión. La rigidez a la flexión es en sí misma una función de la composición mineral litosférica, el régimen térmico y el espesor elástico efectivo. La naturaleza de la carga es variada. Por ejemplo, la cadena de edificios volcánicos de las islas de Hawái tiene suficiente masa para causar una desviación en la litosfera.

La obducción de una placa tectónica sobre otra también provoca una carga y, a menudo, da como resultado la creación de una cuenca de antepaís, como la cuenca del Po junto a los Alpes en Italia, la cuenca de Molasse junto a los Alpes en Alemania o la cuenca del Ebro junto a los Alpes. a los Pirineos en España.

Deformación por deslizamiento

La deformación de la litosfera en el plano de la tierra (es decir, tal que las fallas son verticales) ocurre como resultado de esfuerzos principales máximos y mínimos casi horizontales. Las zonas de hundimiento resultantes se conocen como cuencas de deslizamiento o de separación. Las cuencas formadas a través de la acción de deslizamiento de rumbo ocurren donde se curva un plano de falla vertical. Cuando la curva en el plano de falla se separa, resulta una región de transtensión, creando una cuenca. Otro término para una cuenca transtensional es un rombochasm. Un rombochasm clásico es ilustrado por la fisura del Mar Muerto, donde el movimiento hacia el norte de la Placa Arábiga en relación con la Placa de Anatolia ha causado un rombochasm.

El efecto opuesto es el de la transpresión, donde el movimiento convergente de un plano de falla curvo provoca la colisión de los lados opuestos de la falla. Un ejemplo son las montañas de San Bernardino al norte de Los Ángeles, que resultan de la convergencia a lo largo de una curva en el sistema de fallas de San Andreas. El terremoto de Northridge fue causado por un movimiento vertical a lo largo de un cabalgamiento local y fallas inversas que se agruparoncontra la curvatura en el entorno de falla de rumbo de otro modo. En Nigeria, el tipo dominante de roca de basamento atravesada por pozos perforados en busca de hidrocarburos, piedra caliza o agua es el granito. Las tres cuencas sedimentarias de Nigeria están sustentadas por una corteza continental, excepto en el delta del Níger, donde se interpreta que la roca del basamento es una corteza oceánica. La mayoría de los pozos que penetraron en el sótano se encuentran en la bahía del este de Dahomey, en el oeste de Nigeria. Se alcanza un espesor máximo de unos 12 000 m de rocas sedimentarias en el delta del Níger occidental en alta mar, pero el espesor máximo de las rocas sedimentarias es de unos 2 000 m en la cuenca del Chad y de sólo 500 m en la ensenada de Sokoto.

Desarrollo en curso

A medida que se depositan más y más sedimentos en la cuenca, el peso de todos los sedimentos más nuevos puede hacer que la cuenca se hunda aún más debido a la isostasia. Una cuenca puede continuar depositando sedimentos en ella y continuar hundiéndose durante largos períodos de tiempo geológico; esto puede resultar en cuencas de muchos kilómetros de espesor. Las fallas geológicas a menudo pueden ocurrir alrededor del borde y dentro de la cuenca, como resultado del deslizamiento y hundimiento en curso.

Estudio de cuencas sedimentarias

El estudio de las cuencas sedimentarias como una entidad específica en sí mismas a menudo se denomina modelado de cuencas o análisis de cuencas sedimentarias. La necesidad de comprender los procesos de formación y evolución de las cuencas no se restringe a lo puramente académico. De hecho, las cuencas sedimentarias son la ubicación de casi todas las reservas de hidrocarburos del mundo y, como tales, son el foco de un intenso interés comercial.