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Cátedra de Geofísica Aplicada, U.N.P.S.J.B. Chubut, Argentina.
Tema 17(b)
Interpretación Sismoestratigráfica
Chelotti, L., Acosta, N., Cid de la Paz, M., 2015.
“‫* ”لقعلاو ءيشلا نم قفاوتلا ةفرعملا‬
Abūl-Walīd Muhammad ibn Ahmad ibn
Muhammad ibn Rushd [Averroes]
(circa 1160)
INTERPRETACIÓN SISMOESTRATIGRÁFICA
Abül nació en Córdoba (Al-Ándalus) en 1126. Para los hablantes de lenguas romances citar su nombre y
apellido en árabe… no daba –y menos aún leerlo con esos caracteres y de derecha a izquierda–. Así que tras su
muerte lo fueron simplificando hasta mandarle Averroes. Que fue matemático, astrónomo, médico, filósofo y,
como su abuelo, ofició como cadí (máximo magistrado judicial, obvio que de leyes islámicas) en Sevilla. Tuvo
al menos cuatro hijos. Junto al río Guadalquivir escribió, entre otras, una enciclopedia médica, comentarios
sobre La República de Platón y su obra más conocida,
‫ا‬
(Tahafut al-tahafut, La destrucción de la
destrucción) en la que refuta al persa Al-Ghazali –que rechazaba por contraria a la Sharia toda la filosofía
racionalista iniciada en la relativamente progre Bagdad del siglo VIII por Abu al-Kindi y otros, como alKhwarizmi–. Averroes abordaba allí el camino hacia el saber, reclamando que la filosofía de Aristóteles era
compatible con el Islam. La frase arriba citada aplica a la sismoestratigrafía que Abūl no conoció y a las muchas
otras ramas del saber que supo cultivar.
Tras la conquista de los almohades (de origen
bereber), los integristas lo expulsaron de Sevilla y
prohibieron sus obras. Falleció en Marrakech
(ciudad del actual Marruecos), meses después de
haber sido reivindicado y vuelto a asignar a una
corte, a los setenta y dos años.
Fue enterrado en su Córdoba natal en los días en
que un tal Fibonacci preparaba en Pisa la estrategia
de venta del cero que había importado desde la
Mezquita de Córdoba.
costa africana del viejo mare Nostrum.
(La busca de Averroes es un cuento de Jorge Luis Borges que, al igual que La casa de Asterión, forma parte del
libro El aleph –que incluye al cuento epónimo–, genialidad literaria bautizada con la primera letra de los
alfabetos persa, árabe y hebreo, que para la cábala o kabbalah es el soplo primigenio.)
Bien, dejemos de ir por las ramas y vayamos a las fotos sísmicas de los sedimentos donde enraizó esta cháchara.
La interpretación sísmica más básica es siempre la de tipo estructural, sin embargo muchas veces de gran
complejidad. Una etapa habitualmente posterior de la interpretación es la de tipo estratigráfico. Sólo en áreas
que han sido tectónicamente estables puede comenzarse de una con el análisis sismoestratigráfico, sin una
previa elaboración del marco estructural. También hay que decir que la interpretación estratigráfica es más
sencilla si la tectónica es simple (ejemplo, áreas de plataforma) y más claramente distinguible si el ambiente
depositacional ha sido marino. En casi todos los casos un recurso empleado es comprimir mucho la escala
horizontal para realzar los buzamientos y, consecuentemente, las geometrías sedimentarias. Si bien esto es
también muy útil en la interpretación estructural, en sismoestratigrafía suele ser imperativo.
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Interpretación Sismoestratigráfica
En este tipo de estudios se toman como base los
conceptos geológicos que han evolucionado
largamente desde que James Hutton (nacido en
Edimburgo, Escocia, como otro James: Maxwell)
en 1788 comprendió el significado cronológico y
geodinámico de las areniscas rojas del Devónico
discordantes sobre las grauvacas del Silúrico
verticales en Siccar Point, en la costa oriental
escocesa, sobre el hoy muy petrolero mar del Norte.
Las siguientes figuras muestran ejemplos de la
importancia práctica de estos rasgos resultantes de
la evolución tectosedimentaria en tanto determina
las geometrías estratigráficas de reservorios y
trampas. U otras aplicaciones diversas, así como
estudios por motivaciones puramente científicas.
Los reservorios están donde hay pelo, no donde falta.
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Siccar Point, Escocia.
Cuenca Austral, terminaciones del reservorio contra el alto pelado.
Las relaciones estratigráficas pueden ser diversas, sea paralelas que divergentes o con formas progradacionales
sigmoides u oblicuas, configuraciones monticulares, en abanico, valles cavados, truncación erosiva y distintos
tipos de traslapo (solapo u onlap, sublapo o downlap, topelapo o toplap, etc.), con variados tipos de terminación
(pinch-out). Pero también pueden observarse distintas relaciones de amplitud entre reflectores individuales o
secuencias sísmicas: con o sin reflexiones internas, con reflexiones de aspecto caótico o estratificado, con
amplitud reflectiva fuerte o débil, con continuidad lateral grande o pequeña, con sucesión de reflexiones de bajo
o alto contraste, etc., como se esquematiza en las siguientes figuras.
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Si se quiere avanzar hasta un
trabajo de sismoestratigrafía
secuencial será mucho más
factible en cuencas de génesis
marina, o por lo menos
continentales con vinculación al
mar, que en cuencas cerradas
donde las variaciones de nivel
globales no hayan ejercido
una influencia mensurable. El
conocimiento preciso de ese
control mundial es de gran ayuda
para la definición de los cortejos
sedimentarios sucesivos. Cuando
los controles son solamente
locales, suelen ser difíciles de
precisar.
El otro factor importante es la
tectónica, esencialmente la tasa
de subsidencia o algún eventual
pulso de levantamiento que
pudiese generar erosión. En la
figura central se ve la
relación entre un registro
sedimentario idealizado y
la sucesión temporal de
eventos que le podría
dar origen, incluyendo
interrupciones
(hiatus)
sean éstos erosionales o
solamente a causa de
un período de falta de
depositación.
Aquí abajo, un bosquejo
que sintetiza las causas
de la generación del
espacio disponible para
la sedimentación.
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En cuanto concierne al nivel eustático, sabemos que éste fluctúa en función inversa de la cantidad total de hielo
acumulado en el planeta (ergo, glaciaciones versus efecto invernadero, natural o artificialmente acelerado). Y
esto responde en cortos períodos geológicos a la variación de parámetros orbitales de la Tierra (precesión del
eje de rotación y variación en el grado de excentricidad o elipticidad de la órbita por la interferencia
gravitacional de Venus y Júpiter), como se ilustra en la siguiente figura, tal lo estudiado por el serbio Milutin
Milankovic’ en la década de 1930. Mientras que en largos períodos está controlado por el volumen total de las
cuencas abisales oceánicas, cuya variación está regida fundamentalmente por la magnitud total de las dorsales
oceánicas, en parte compensadas por las fosas y los influjos sedimentarios desde los continentes. Pero existen
aún otras variables glaciológicas de largo término, como la eventual presencia de masas continentales en las
regiones polares, algo que ocurre a intervalos muy largos e irregulares e incrementa significativamente la
acumulación de hielo y la consecuente caída del nivel marino global. También influirían la variable disposición
global de corrientes marinas, eventuales fluctuaciones de la actividad solar, etc.
Aquí, ejemplo de variadas geometrías de secuencias sedimentarias en una sección sísmica regional.
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Como bien conocen los geólogos, una secuencia (definición de Laurence Sloss et al., 1949-1963 en Estados
Unidos) es la unidad fundamental de la estratigrafía secuencial, corresponde al registro sedimentario de un ciclo
(del orden de 2 a unos 5 millones de años) y está limitada por discordancias o sus correlativas concordancias,
pudiendo subdividirse en cortejos sedimentarios (system tracts) y en parasecuencias (relativas a paraciclos de
menos de un millón de años) limitadas por superficies de erosión o de inundación, según sea la escuela tomada
como referencia (la de Peter Vail et al.,1977, o la de William Galloway et al.,1989). Las secuencias se agrupan
en supersecuencias (que corresponden al tiempo de un superciclo) y éstas a su vez en megasecuencias (registro
de megaciclos, de más de 40 m.a.). No deben hacerse simplificaciones globales, sino evaluar a escala local.
La figura a continuación ilustra cortejos sedimentarios interpretados desde sísmica en el Mar del Norte.
Recordando siempre el concepto de líneas-tiempo inherente a las reflexiones dentro de las cuencas
sedimentarias, pueden entonces buscarse superficies de máxima inundación o de máxima erosión, más los
arreglos sedimentarios internos de cada secuencia que permitirán definir los cortejos sedimentarios
transgresivos, de nivel alto o de nivel bajo, así como los de talud de la plataforma y cuencas oceánicas, referidos
a ciclos de distinto orden según la particular historia tectosedimentaria ocurrida en la zona estudiada.
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La figura de la derecha muestra
los arreglos característicos que
podrían verse en afloramientos o
pozos
en
situaciones
de
transgresión o de regresión
marina, en este último caso
verificable tanto durante un nivel
alto –debido al avance de la
sedimentación desde posiciones
proximales hacia distales– como
durante una efectiva caída
eustática hasta llegar a un
registro de nivel del mar bajo.
Abajo, un modelo generalizado
de cortejos sedimentarios y
sistemas depositacionales.
Las figuras de arriba presentan un ejemplo de sísmica marina con su interpretación (en el sudoeste africano),
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donde se puede apreciar la
intercalación de los cortejos
sedimentarios transgresivo y
de nivel alto, así como un
registro de nivel bajo (cuña
progradante) y un abanico de
talud en la parte derecha.
La figura aquí adyacente
muestra también sísmica mar
adentro (de Australia) con
su interpretación abajo: un
cortejo sedimentario de nivel
bajo sobreyaciendo a uno
de nivel del mar alto e
infrayaciendo a otro de
carácter transgresivo.
Estas figuras,
a diferencia de
las anteriores,
muestran un
ejemplo con
interpretación
de una sísmica
estratigráfica
en una cuenca
genéticamente
continental, la
Cuyana, con
carácter fluviolacustre, donde
las geometrías
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de las secuencias son menos evidentes y es importantísima la contribución de la información de pozos para el
armado de un esquema secuencial que amerite una mínima confiabilidad.
Una herramienta práctica cuando se trabaja en áreas con variables inclinaciones estructurales es el
aplanamiento (flattening) ya comentado. Su aplicación posibilita independizarse de los buzamientos de origen
tectónico y la observación de los cambios de potencia resulta más fácilmente interpretable en términos
secuenciales. La elaboración de mapas isopáquicos es otro modo de ver gráficamente las variaciones de
espesor estratigráfico. En cualquier caso, siempre es aconsejable definir primero el marco estructural, para
después poder avanzar con mayor certeza sobre la interpretación estratigráfica.
Ahora bien, siendo la sísmica de reflexión en la gran mayoría de los casos el mejor método geofísico para
visualizar cuencas sedimentarias, existe no obstante una limitación concreta ya explicada: la resolución sísmica.
No es posible ver capas de menor espesor que un cuarto de la longitud de onda presente a la profundidad de
interés. Con la excepción de tener resonancia sísmica o capas de alto contraste acústico que, aunque delgadas,
podrían detectarse debido a su fuerte amplitud, aunque sin poder conocerse su exacto espesor, siempre a
condición de que se haya podido aseverar la existencia de tales capas mediante el descarte de otras posibles
causas de sus amplitudes.
Cuando se dispone de información sísmica
tridimensional, las secciones horizontales (time
slices) o, mejor aún, los mapas de amplitud
(horizon slices o seiscrops) resultan recursos
prácticos para ver los cambios sobre un nivel
estratigráfico a través del cambio de amplitudes o
cualquier otro atributo sísmico que muestre
diferencias interpretables en términos geológicos o eventualmente incluso petroleros-. Ejemplos son
el seguimiento de canales, abanicos, variaciones
de fluidos y otros, como se ejemplifica en la figura
a la derecha, del centro-oeste de la cuenca del
Golfo San Jorge, así como también en las figuras
de abajo (de los Estados Unidos), donde se ilustran
los rasgos en forma comparativa entre la sección
vertical y la horizontal.
Los Atributos Sísmicos (usualmente disponibles en la estación de trabajo) como la amplitud o el espesor
temporal de un pico o valle de la traza sísmica, la frecuencia, fase, velocidad y otros pueden ser de gran ayuda
en la interpretación de los rasgos sismoestratigráficos en relación con los cambios litológicos y la visualización
de geometrías sedimentarias. Eventualmente puede recurrirse asimismo a otros métodos específicos de sísmica
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de reflexión -si fuera aconsejable para la resolución de cuestiones geológicas, petroleras u otras- ya sea
Procesos Especiales o bien Registros Especiales que requieren de una nueva adquisición de datos de campo.
Todos ellos serán tratados en el Tema 18.
Pero, en definitiva, las certezas sólo llegan cuando el trépano finalmente horada los objetivos propuestos.
CUESTIONARIO BÁSICO
- ¿Qué condiciones geológicas y sísmicas favorecen la interpretación estratigráfica?
- ¿Qué tipos de geometrías bi o tridimensionales pueden buscarse a los fines sismoestratigráficos?
- Citar y explicar el posible origen de los distintos tipos de aspecto sísmico de las reflexiones
- Dar la definición de secuencia y cortejos sedimentarios y comentar los factores que influyen en sus registros.
- ¿En qué se diferencian una interpretación secuencial en cuencas de origen marino y continental?
- ¿Cómo afecta la tectónica sobre la tarea de interpretar en términos estratigráficos y cómo conviene proceder?
- ¿Cómo se visualizan en sísmica los depósitos de canales?
BIBLIOGRAFÍA
- Bocaccio P. y otros, 1996. Apuntes de Sísmología y Sismica (p. 1-36). Yacimientos Petrolíferos Fiscales.
- Brown, A., 1991. Interpretation of Three Dimensional Seismic Data. Society of Exploration Geophysicists.
- Dobrin, M., 1961. Introducción a la Prospección Geofísica (p. 275-291). Ediciones Omega.
- Sheriff, R., 1985. Geophysical Exploration and Interpretation. Society of Exploration Geophysicists.
- Sheriff, R., 1991. Encyclopedic Dictionary of Exploration Geophysics. Society of Exploration Geophysicists.
- Vail, P. y Cramez, C., 1990. Sequence Stratigraphy Interpretation Course. Total C.F.P.
* "El conocimiento es la conformidad del objeto y del intelecto”
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