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G E O L O G I A P E T R O L E R A D E L G O L F O D E C A L I F O R N I A

Y A R E A S A L E D A Ñ A S

Por: M. en C. Alfredo E . Guzmán*

R E S U M E N

En el Golfo de California y sus áreas aledañas se han perforado diez pozos exploratorios, siete marinos y tres terrestres. De estos pozos cuatro han obtenido resultados concluyentes destacando el pozo Ext remeño No. 1 que fluyó con una presión de 2 8 0 kg/cm2 por estrangu-lador de 1 / 4 " produciendo por día 6 .2 millones de pies cúbicos de gas y 130 barriles de conden-sado. Estos diez pozos han confirmado los postulados geológicos en que Pemex sustentó sus esfuerzos exploratorios.

A manera general la estratigrafía de la región está constituida por un complejo basal de rocas ígneas y metamórfícas de edades premesozoicas a las que sobreyace una potente secuencia de sedimentos continentales intercalados con roca volcánica del Terciario Inferior y Medio, sobre de estas rocas y con discordancia angular se depositó a partir del Mioceno tardío una potente secuencia de sedimentos siliciclásticos, mismos que por sus condiciones geológicas tienen magníficas posibilidades económico-petroleras.

Desde el punto de vista tectónico el área pasó de ser una zona de subducción en el Mesozoi­co y Terciario temprano a una zona de deslizamiento horizontal entre placas en el Terciario tardío, que favoreció la formación de depocentros sedimentarios.

Las condiciones de generación, almacenamiento y formación de trampas tanto estructurales como estratigráfícas establecen un panorama halagador para el Golfo de California y sus áreas aledañas.

A B S T R A C T

Ten exploratory weUs (seven offshore and tliree onshore) have been drilled in the northern Gulf o f California and its surrounding areas. Out o f these ten, four have obtanined conclusive results being the foremost tlie Extremeño No. 1., which flowed with 2 8 0 Kg/cm2 thorough 1 /4" choke producing 6 .2 million cubic feet gas per day and 130 barrels o f gas condensate. The geologic concepts on which Pemex based its exploratory effort were confirmed with the results o f these ten wells.

In a general way the stratigraphy o f tlie region is composed o f a basal igneous and metamor-phic complex o f premesozoic age overlain by a thick interlaycred sequence o f continental sediments and volcanics o f early to middle Tertiary age.

Starting in the late Miocene and with angular unconformity a thick sequence o f siliciclastics were deposited under very favorable geologic conditions for petroleum formation and entra­pment.

* Geólogo, Petróleos Mexicanos. Guaymas Son.

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BOL ASOC. МЕХ. GEOL. PETR.

INTRODUCCIÓN

a).- Objetivo El presente trabajo tiene como

objetivo el exponer en una forma concisa cuales han sido los resulta­dos de las exploraciones que Petró­leos Mexicanos ha llevado a cabo en el Golfo de California y áreas aledañas, así como el estado en que se encuentran los conocimientos geológicos en esta región hasta la fecha (Fig. 1).

bl— Ubicación geográfica. El Golfo de California se encuen­

tra situado en el extremo norocci-dental de México; de sus áreas aledañas e internas las de mayor interés económico-petrolero son el Valle de Mexicali-Desierto de Altar, ubicados entre la frontera con los EUA y el extremo norte del Golfo de California (Fig. 1 A), la plata-fonna continental situada al norte de las islas Tiburón-Angel de la Guarda (Fig. 1, B) y los deltas de los ríos Yaquí , Mayo y Fuerte (Fig. l . C ) .

c).— Agradecimientos. Se agradece a la Gerencia de

Exploración la autorización para

la presentación de este trabajo, así como las facilidades otorgadas para su elaboración. La información y datos aquí utilizados forman parte del acervo técnico que obra en los archivos de Petróleos Mexicanos.

d). — Antecedentes históricos. La historia de la exploración pe­

trolera dentro de las áreas enmarca-cadas en la figura 1 es sumamente corta ya que apenas en el año de 1979 se iniciaron los reconocimien­tos geológicos en tierra y geofísicos en la plataforma continental, co­menzando la perforación en el área marina en marzo de 1980 con dos equipos y en el área terrestre en marzo de 1982 con un equipo.

A partir de agosto de 1983 sola­mente se está explorando en la par­te terrestre.

Actualmente el extremo norte del Golfo de California y el Valle de Mexicali-Desierto de Altar ya se encuentran totalmente cubiertos por geología superficial, geoquími­ca de suelos, gravimetría, magneto-metría y sismología, restando solo por cubrir con algunas de estas dis­ciplinas a las regiones de los deltas de los ríos Yaqui, Fuerte y Mayo.

Como antecedente histórico im-

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Tectonically the area changed from being a subduction zone in late Mesozoic - early Tertiary to a transform zone in the late Tertiary. These tectonic enviroments favoring the formation of sedimentary basins.

Generation and reservoir conditions and trap formation, both structural and stratigraphie, make up a very attractive scenario for the petroleum possibilities of the northern Gulf of California and its surrounding areas.

GOLFO DE: CALIFORNIA 3 0 0 K

< o r

2

Fig. 1. Localización del área.

BOL ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

portante se debe de mencionar que el 28 de Abril de 1981 el pozo ma­rino Extremeño No. 1 fluyó con una presión de 2 8 0 kg/cm^ por es-trangulador de 1/4" produciendo por día 6.2 millones de pies cúbicos de gas y 130 barriles de condensado. Este descubrimiento además de pre­miar el esfuerzo efectuado por los trabajadores de la primera industria del país, tiene el mérito de ser el primer pozo que establece produc­ción comercial de hidrocarburos en las costas occidentales de México; lo que abre las posibilidades de la industrialización al noroeste de Mé­xico, región tradicionalmente defi­citaria en su abasto de hidrocarbu­ros.

Hasta 1984 se han terminado en el Golfo de California siete pozos marinos y en el Valle de Mexicali-Desierto de Altar tres pozos terres­tres (Fig. 2 ) . De estos pozos en cua­tro se obtuvieron resultados conclu­yentes; el Extremeño No. 1 ya mencionado, el Carbo No. 1 (mari­no) y el Altar No. 1 (terrestre) que después de probarse resultaron; seco el primero e invadido por agua salada el segundo y el pozo Río Colorado No. 1., que no necesitó probarse, quedando como improductivo seco.

El resto no se consideran conclu­yentes por haber tenido; accidente mecánico el Opata No. 1 (marino), por no haberse profundizado hasta su intervalo objetivólos Extremeños 201-A y 301 (marinos), o por otras razones (Caborca No. 1, P. Peñasco No. 1, marinos y Cucapah No. 1,

terrestre). Estos diez pozos han venido a confirmar los postulados geológicos en que Pemex sustentó su esfuerzo exploratorio; Que en la región existe una cuenca sedimenta­ria con espesores potentes de sedi­mentos en condiciones favorables de haber generado y entrampado hidrocarburos en cantidades comer-cialmente explotables.

GEOLOGIA R E G I O N A L

a). — Evolución Estratigráfica.

A manera general la estratigra­fía de la región del Golfo de Cali­fornia se puede resumir como sigue (Fig. 3 ) ;

Las rocas cenozoicas más anti­guas están constituidas por pluto-nes graníticos que se emplazaron durante las primeras pulsaciones del plutonismo laramídico entre los 70 y 6 0 millones de años antes del pre­sente (en adelante m.a.). Estas rocas intrusionan a rocas precámbricas, paleozoicas y mesozoicas tanto íg­neas como metasedimentarias. Al terminar en la región los emplaza­mientos graníticos se inicia, entre los 6 0 y 5 0 m.a., un período de quietud durante el cual todas las rocas preexistentes son denudadas dando lugar localmente a potentes depósitos de sedimentos continen­tales que se caracterizan por ser are­nas arcósicas de granos gruesos y fanglomerados con abundantes mi­nerales oxidados. La distribución de

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CUCAPAH- I

RIO COLORADO-I

OLOC. TEBARI

ALTAR-I

20I -A

C A B O R C A - I OPATA-I

P P E N A S C O - I

2 0 Km.

Fig. 2.

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0 - . 0 • O* *

I r

A A A A A A o ' Q O

RECIENTE

PLEISTOCENO

PLIOCENO

M TARDÍO ¿ MEDIO c. TEMPRANO

OLIGOCENO EOCENO PALEOCENO

PRE-TERCIARIO

Fig. 3. Columna litoestratigráfica.

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V O L . X X X V I , N U M . 1, 1 9 8 4

estas rocas n o es u n i f o r m e s i e n d o depósitos p o t e n t e s en a l g u n o s d e p o ­centros y e s t a n d o a u s e n t e s e n o t r a s zonas d e b i d o a qvie se d e p o s i t a r o n en amb ien t e s c o n t i n e n t a l e s .

S o b r e y a c i e n d o a e s t o s s e d i m e n ­tos c o n t i n e n t a l e s o a las r o c a s gra­nít icas y m e t a m ó r f i c a s se d e p o s i t ó ampl iamente u n a p o t e n t e s e c u e n c i a de tobas , b r e c h a s y d e r r a m e s ande -sí t icos y r i o l i t i c o s q u e l o c a l m e n t e presentan a r en i sca s , a r e n i s c a s c o n -glomerát icas y f a n g l o m e r a d o s a s í como d e p ó s i t o s l a c u s t r e s c o n cal i ­zas b iógenas ( E b e r l y y S t a n l e y , 1 9 7 6 ; Gas t i l y K r u m e n a c h e r , 1 9 7 7 ) . Dentro de es ta s e c u e n c i a se l legan a presentar d i s c o r d a n c i a s i n t e r n a s .

L a edad de e s t e e v e n t o m a g m à t i ­co según E b e r l y y S t a n l e y ( 1 9 7 6 ; p. 8 ) , va r ía e n t r e el O l i g o c e n o y el M i o c e n o t e m p r a n o ( 3 1 a 17 m . a . ) pero fué h a c e 2 8 m . a . c u a n d o a l c a n ­zó su m á x i m a i n t e n s i d a d ( D a m o n y Mauger, 1 9 6 6 en Gas t i l y K r u m e n a ­cher 1 9 7 7 , p . 1 9 4 ) . D a m o n ( 1 9 6 4 en Ebe r ly y S t a n l e y , 1 9 7 6 ; p . 5 ) de­nomina a es te p e r í o d o de l evan ta ­miento y vvi lcanismo c o m o la " O r o ­genia del T e r c i a r i o M e d i o " . Este. , evento lo han f e c h a d o M c D o w e l l y Keizer ( 1 9 7 7 ) e n t r e los 3 2 y 2 3 m . a . Al d isminuir la i n t e n s i d a d del vu l ca ­nismo, en el M i o c e n o m e d i o , t i e n e lugar el d e p ó s i t o de s e d i m e n t o s con t inen ta l e s c o n s i s t e n t e s de a renas pob remen te l i t i f i cadas , f a n g l o m e r a ­dos con a b u n d a n t e s c l a s t o s vo l cán i ­cos y t obas s e d i m e n t a r i a s q u e h a c i a su c ima l legan a p r e s e n t a r u n a un idad volcánica c o n s t i t u i d a p r e d o m i n a n ­

t e m e n t e de dac i t a s , andes i tas y r io-l i tas a u n q u e a v e c e s p r e d o m i n a n los ba sa l t o s . E s t a s r o c a s h a n s ido f echa ­das en t r e los 16 y 1 0 m.a . ( E b e r l y y S t a n l e y , 1 9 7 6 , p . 9 ; Gas t i l y K r u ­m e n a c h e r , 1 9 7 7 , p . 1 9 4 ; S y l v e s t e r y S m i t h , 1 9 7 6 , p . 2 0 8 5 ) .

L i m i t a n d o en su c i m a a las uni­dades a n t e r i o r m e n t e desc r i t a s h a y una m a r c a d a d i s co rdanc i a angula r causada p o r un p e r í o d o de defor ­m a c i ó n y f a l l a m i e n t o en b l o q u e s de e x t e n s i ó n reg iona l , que E b e r l y y S t a n l e y ( 1 9 7 6 ; p. 2 6 ) y Gas t i l e t . al. ( 1 9 7 9 ; p . 8 5 6 ) s i túan e n t r e los 13 y 1 0 m . a .

E n c i m a de la super f ic ie de dis­c o r d a n c i a se depos i t a en genera l u n a s e c u e n c i a mar ina q u e en el e x t r e m o sep t en t r i ona l de la reg ión se in ic ia c o n la a c u m u l a c i ó n de rocas c o n t i ­nen t a l e s c o n evapor i tas a soc iadas l o c a l m e n t e . D e b i d o a que es tas ro ­cas se depos i t a ron después del even­t o de f a l l amien to en b l o q u e s sus a f l o r a m i e n t o s son e scasos y se c o ­n o c e n p r i n c i p a l m e n t e p o r i n f o r m a ­c ión de s u b s u e l o .

L a s e c u e n c i a m a r i n a se c a r a c t e ­riza po r lodo l i t a s c o n a b u n d a n t e s f o r a m i n í f e r o s , f r a g m e n t o s de pe le-c í p o d o s y e q u i n o d e r m o s , a ren i scas de granos f inos , a ren iscas t o b á c e a s y a reniscas c o n g l o m e r á t i c a s .

A es tas r o c a s se les ha as ignado u n a edad M i o c e n o t a r d í o ( e n t r e 1 0 y 7 m .a . ) en base a sus r e l a c i o n e s es t ra t igráf ícas y e s t ruc tu ra l e s .

E n t r e 7 y 4 m.a . , t i ene lugar, l o c a l m e n t e v u l c a n i s m o de c o m p o s i ­c i ó n basá l t i ca , r i o l í t i c a y a n d e s í t i c a

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BOL ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

(Gastil y Krumenacher 1977 , p. 194; Eberly y Stanley, 1976 , p. 2 8 ) .

Al iniciarse el Plioceno hace 5 m.a. la sedimentación marina era franca depositándose localmente una caliza a veces tobácea a la que sobreyacen lodolitas fosilíferas, li-molitas, areniscas de grano fino con cantidades variables de material to­báceo y calcáreo; presentando oca­sionales foraminíferos, ostrácodos, caro fitas y moluscos. Damon ( 1 9 7 2 , comunicación verbal a Eberly y Stanley, 1976; p. 17) reporta una edad de 5.4 m.a. para una capa de toba hacia la base de esta unidad.

En el extremo norte del golfo, Eberly y Stanley ( 1 9 7 6 ; p. 16) re­portan estos sedimentos descansan­do con ligera discordancia angular sobre sedimentos marinos del Mio­ceno tardío.

Hacia finales del Plioceno e inclu­yendo al Pleistoceno y Reciente, termina en la parte norte del Golfo de California la sedimentación mari­na iniciándose un período de sedi­mentación continental donde pre­dominan los depósitos de tipo fluvial proveídos por los ríos Gila y Colorado, estos depósitos llegan a exceder los 3 ,000 m. de espesor y en algunos lugares gradan lateral­mente a potentes fanglomerados aportados por las sierras peninsula­res.

En la parte central y meridional del golfo continúa predominando la sedimentación marina, aunque localmente se tienen los efectos de los nos Yaqui, Mayo, Fuerte, Gran­

de de Santiago, etc., provenientes del área continental.

b). — Evolución Tectónica.

Desde fines del Triásico y hasta principios del Cenozoico prevalece en toda la margen occidental del continente Americano una zona de convergencia entre las placas de Fa­rallón y de Norteamérica que da lugar a un sistema de subducción de tipo andino; esto genera pinto­nes graníticos que intrusionan a todas las rocas preexistentes. Hace aproximadamente 8 0 m.a. (Fig. 4 ) la magnitud de los vectores de con­vergencia entre ambas placas aumen­tó de normal (6-7 cms/año) hasta 15 cms/año lo que se tradujo en una disminución en el ángulo de inclinación de la placa en subduc­ción a menos de 10° dando lugar a casi un paralelismo entre la placa cabalgante y la cabalgada (Fig. 5 ) . Esto causó que el magmatismo y la deformación asociados a la subduc­ción, migraran hacia el oriente y dieran inicio al evento que se co­noce como "Orogenia Laramide" (Dickinson, 1979 ; p. 2 ; Coney, 1979 ; p. 19).

Al mismo tiempo en que el plu­tonismo y la deformación migraron hacia el oriente, en la región de interés para nosotros, se presenta una "nulidad magmàtica" (Dickin­son, 1979 ; p. 10) ; en este período de quietud todas las rocas preexis­tentes son denudadas dando lugar localmente a potentes depósitos de

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P L A C A D E

F A R A L L Ó N

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P L A C A D E

N O R T E A M É R I C A

M E S O Z O I C O T A R D Í O . E M P L A Z A M I E N T O S P L U T O N I C O S

F U E N T E S : D I C K I N S O N , 1 9 7 9 C O N E Y , l 9 7 9

- B

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DORSAL DEL PACIFICO ORIENTAL

PALEOCENO-EOCENO PERIODO DE Q U I E T U D

DEFORMACIÓN LARAMIDE

FUENTES: DICKINSON, 1979 CONEY,1979

Fig. 5.

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V O L . X X X V I , NUM. 1, 1 9 8 4

sedimentos c o n t i n e n t a l e s q u e se ca ­racterizan p o r se r a renas a r c ó s i c a s de grano grueso y f a n g l o m e r a d o s con a b u n d a n t e s m i n e r a l e s o x i d a d o s ; la d i s t r ibuc ión de es tas r o c a s n o es uniforme s i endo d e p ó s i t o s p a t e n t e s ìli a lgunos d e p o c e n t r o s y e s t a n d o msentes en o t r a s z o n a s ; e s to se iebe a q u e los s e d i m e n t o s se acu -nularon en a m b i e n t e s de a b a n i c o s lluviales, va l les f luviales y l agos .

Al d isminui r la v e l o c i d a d de c o n -ergencia e n t r e a m b a s p lacas ( F i g . )), la placa en s u b d u c c i ó n e m p i e z a 1 adquirir su p o s i c i ó n n o r m a l , lo jue da lugar a u n a m i g r a c i ó n del irco m a g m à t i c o , e s t a vez h a c i a el accidente. E s t a m i g r a c i ó n es tá ple-lamente d o c u m e n t a d a p o r C o n e y ' R e y n o l d s ( 1 9 7 7 ; p . 4 0 4 ) y Gras t i l ;t. al. ( 1 9 8 0 ) . C o n e y ( 1 9 7 9 , p . 1 9 ) lace ver que al mig ra r el m a g m a t i s -no hac ia el o c c i d e n t e t i e n e lugar ma " e x p l o s i ó n i g n i m b r í t i c a s en oda la c o s t a o c c i d e n t a l de N o r t e -im erica.

C o m o se m e n c i o n ó a n t e r i o r m e n -e la edad de e s t e e v e n t o m a g m à t i c o aria ent re el O l i g o c e n o y el M i o c e n o emprano y las r o c a s p r o d u c i d a s on c o r r e l a c i o n a b l e s a lo largo de a Penínsu la de B a j a C a l i f o r n i a y de a Sierra Madre O c c i d e n t a l .

Hace a p r o x i m a d a m e n t e 3 0 m.a . a Dorsal del P a c í c i f o O r i e n t a l " E a s t Pac i f i c R i s e " ) a l c a n z ó a la ona de s u b d u c c i ó n de la margen

•ccidental de N o r t e a m é r i c a ( A t w a -er , 1 9 7 0 ) d a n d o lugar a la fo rma-ión de dos j u n t a s t r ip les un idas • or un s i s t ema de t r a n s f o r m a c i ó n

q u e las a le ja u n a de la o t r a ; la for­m a c i ó n de es te s i s t ema de t ransfor­m a c i ó n se deb ió a que la d i r ecc ión del m o v i m i e n t o de la P l aca del Pa­c í f i c o impide su s u b d u c c i ó n y favo­rece un des l i zamien to la teral ( F i g . 6 ) .

C o n la f o r m a c i ó n del s i s t ema de t r a n s f o r m a c i ó n el p l u t o n i s m o y vul­c a n i s m o se van t e r m i n a n d o , pe rmi ­t i endo que los p r o c e s o s eros ivos p r e d o m i n e n y den lugar a depós i tos c o n t i n e n t a l e s cons i s t en t e s de arenas p o b r e m e n t e l i t i f icadas , f ang lomera­dos c o n a b u n d a n t e s c las tos vo lcán i ­c o s y t obas sed imenta r ias .

A l suspenderse en es ta región la s u b d u c c i ó n de l i tos fe ra o c e á n i c a la a s t enós fe ra fluye a o c u p a r el e spac io a n t e r i o r m e n t e o c u p a d o po r la p laca en s u b d u c c i ó n ( F i g . 7 ) c ausando en la l i tosfera c o n t i n e n t a l s o b r e y a c i e n -te un " a m p o l l a m i e n t o " que genera en la superf ic ie un a m b i e n t e t ens io -nal y da lugar a una d e f o r m a c i ó n t a f rogén ica de f a l l amien to en b lo ­ques a la que se p resen ta asoc iada un vu l can i smo g e n e r a l m e n t e basál­t i c o (pues se origina en la as tenós­fe ra ) , aunque por as imi lac ión en su c a m i n o a la superf ic ie a lo largo de las fallas que l imi tan a los b l o q u e s se l legan a observar lavas de c o m p o ­s ic ión andes i t i ca , es tas lavas se em­plazan asoc iadas a depós i tos gruesos generados por la e ros ión de los b lo ­ques r e c i é n c reados .

E n el e x t r e m o n o r t e del G o l f o de Cal i fo rn ia es tas rocas han sido fecha­das en t r e los 15 y 1 0 m.a . ( E b e r l y y S t a n l e y , 1 9 7 6 ; p. 9 ) ; en la región de

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BOL ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

M I O C E N O T E M P R A N O O R O G E N I A D E L T E R C I A R I O M E D I O

B

F U E N T E S ; D I C K I N S O N , 1 9 7 9 C O N E Y , 1 9 7 9

Fig. 6. i

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V O L . X X X V L NUM-. 1, 1 9 8 4

M I O C E N O M E D I O F A L L A M I E N T O E N B L O Q U E S

/ S I S T E M A D E

T R A N S F O R M A R O N

F U E N T E S : 0 » C K I N S 0 N , 1 9 7 » C O N E Y , l 9 7 »

Fig. 7.

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la Isla Tiburón y .Costa de Sonora Gastil y Krumenacher ( 1 9 7 7 ; p. 194) les asignan una edad entre los 12 y 10 m.a. En la desembocadura del Golfo de California estas rocas tienen una edad de 10 m.a. (Gastil et. al. 1980) .

Por compensación isostática la corteza levantada se hunde (Fig. 8) y adquiere su posición de equilibrio dando lugar a la inundación de grandes zonas encima de los grabens recién formados; esta inundación que tiene lugar hace aproximada­mente, 8 a 10 m.a. forma lo que se conoce como Protogolfo de Califor­nia (i.e. no se había empezado a se­parar la corteza continental); es netamente marina y según Moore ( 1 9 7 3 ) llegó a presentar profundi­dades de más de 1,000 metros en cuencas localizadas en la mitad sur del protogolfo, mientras que las profundidades en la mitad norte fueron mucho más someras (Ingle 1974) . A causa del período de de­formación y fallamiento en bloques se forma una marcada discordancia angular de extensión regional, enci­ma de la cual se deposita una se­cuencia marina que en el extremo septentrional del protogolfo (Moore, 1973 ; p. 1895) se inicia con el depó­sito de rocas continentales con eva­poritas asociadas. El depósito de evaporitas fué mucho más extenso en las fosas formadas al noreste, en Arizona, EUA, donde no alcanzó a llegar la inundación marina (Eber­ly y Stanley, 1976) .

Esta sección sedimentaria marina ha sido reportada por Eberly y Stanley ( 1 9 7 6 ) en pozos perforados con objetivos petroleros en el extremo suroccidental del Estado de Arizona, E.U.A. y está consti­tuida por lodolitas fosilíferas, are­niscas y areniscas conglomeráticas con espesores entre 5 0 0 y 8 0 0 m. y les han asignado una edad del Mioceno tardío (entre 10 y 7 m.a.) en base a sus relaciones estratigráfí­cas y estructurales.

Una vez ocurrido el fallamiento en bloques, la zona de transforma­ción que conecta a las placas de Juan de Fuca al norte y de Cocos al sur migra de la franja costera a una zona interna de la margen occiden­tal. Esta migración se debió a que la corteza continental recién fallada y debilitada (atenuada) por el evento de ampollamiento y posterior colap­so, presentó un mejor camino para el paso de la zona de transformación. De esta manera se incorporaron las dos Californias, incluyendo a la Cuenca Marginal Continental ("Con­tinental Borderland".), a la Placa del Pacífico, con la que ahora com­parten su movimiento hacia el NW.

Dickinson ( 1 9 7 9 , p. 7 ) sitúa esté evento en el Mioceno tardío y hace ver que cuando se inicia la apertura del Golfo de California ha­ce 4 m.a. ya había tenido lugar un movimiento de por lo menos 65 kms. entre ambos lados del sistema de transformación. La creación del Golfo de Cahfornia sensu stricto

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V O L . X X X V I , NUM. 1, 1 9 8 4

M I O C E N O T A R D Í O F O R M A C I Ó N P R O T O G O L F O

S I S T E M A D E T R A N S F O R M A C I Ó N

^ pRaкx;oL£o^.__^yC^?t^7Г^^^ r ' — B

F U E N T E S :

D I C K I N S O N , 1 9 7 9

C O N E Y . I S 7 9

Fig. 8.

33 ,

BOL ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

P L I O C E N O A P E R T U R A D E L G O L F O

S O L F O O E C A L I F O R N I A

^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^

F U E N T E S :

D ( C K I N S 0 N , I 9 7 9 C 0 N E y , l 9 7 9

Fig. 9.

3 4 ,

VOL. X X X V I , NUM. 1, 1984

tuvo lugar hace 4 m.a. al formarse fosas por est iramiento ("pulí apart basins") las que en algunos sitios llegan a estar subyacidas por lavas basálticas (nueva cor teza) forman­do lo que Crowell ( 1 9 7 4 ; p. 1 9 4 ) llama rombocasmos verdaderos. Es­tas fosas se forman entre varias fallas de transformación en eche-Ion (Fig. 9 ) a lo largo de las cuales el desplazamiento total ha sido de 250 kms. entre una placa y la otra (Dickinson, 1 9 7 9 , p. 7 ) ; este evento dio lugar, hace entre 7 y 4 m.a., a un período de vulcanismo de com­posición basáltica, r iol í t ica y andesí­tica (Gastil y Krumenacher 1 9 7 7 , p. 194; Eberly y Stanley 1 9 7 6 , p. 2 8 ) . Desde fines del P l ioceno hasta el Reciente la mitad septentrional del Gk)lfo de California y áreas aledañas se ven rápidamente sepultadas por enormes volúmenes de sedimentos continentales aportados por el R í o Colorado y su afluente el R í o Gila, dando lugar a que las cuencas rom-bocásmicas sean rápidamente relle­nadas; esta región se caracteriza por la existencia de valles fluviales, planicies de inundación, desarrollos deltaicos y plataformas continenta­les someras (Cole y Armentout , 1979; p. 3 0 3 ) .

En la actualidad el Golfo de Cali­fornia está comprendido dentro de un marco tec tón ico bastante com­plejo ya que const i tuye la margen de la placa de Norteamérica en su zona de interacción con la margen de la placa del Pací f ico (Atwater, 1970) .

Esta interacción (Fig. 9 ) es un movimiento prácticamente tangen­cial entre ambas placas, a lo largo de un sistema de fallas de transfor­mación en echelon, las que en algu­nos lugares están conectadas por zonas de divergencia (Vine, 1 9 6 6 ) formando fosas por estiramiento que en el extremo norte del Golfo están cubiertas por potentes acumu­laciones de sedimentos que han sido aportadas por el R í o Colorado, por lo que su verdadera naturaleza a veces se enmascara, mientras que en la parte central y meridional del Golfo, su identificación se facilita por la ausencia de cobertura sedi­mentaria. Moore ( 1 9 7 3 , p. 1 9 0 2 ) postula que en las zonas de divergen­cia que reciben grandes cantidades de sedimentos, éstos se mezclan con los basaltos que se están emplazan­do resultando en una corteza que no es oceánica ni continental, pro­ceso que denominó "compensación clást ica" y que es característico de zonas de gran aporte sedimentario. Phillips ( 1 9 6 4 ) determina a este tipo de corteza como intermedia.

Es importante hacer notar que aunque el Golfo de California se formó hace aproximadamente 9 mi­llones de años (Gastil et. al., 1 9 7 9 , p. 8 4 8 ) , la separación de la Penínsu­la de Baja California del resto del Continente Norteamericano se ini­ció hace sólo 4 m.a. (Moore y Buffington, 1 9 6 8 ; Larson, 1 9 7 2 ) , por lo que cualquier paquete sedi­mentario depositado sobre rombo­casmos precisa tener una edad de

35

BOL ASOC. MÉX. GEOL. P E T R .

4 m.a. O menos, esto restringe la existencia de rocas más antiguas a los 3 o 4 m.a. a las áreas donde la corteza continental ya exis t ía .

L o expuesto con anterioridad es especialmente relevante en la pros­pección de hidrocarburos en el Gol­fo de California ya que se considera que las rocas con máxima capacidad de generación y almacenamiento son aquellas depositadas en un ambien­te netamente oceánico o sea antes de los 3 — 4 m.a. Las rocas deposi­tadas a partir de este t iempo en el ext remo septentrional del Golfo de California son práct icamente conti­nentales depositadas bajo la fuerte influencia fluvial del R i o Colorado.

La sedimentación fluvial puede favorecer que se generen hidrocar­buros (sobre todo gas seco) ya que la materia orgánica de origen terres-

, tre puede ser productora tanto de metano como de crudos de base asfáltica (Barker , 1 9 7 9 ) .

G E O L O G I A E C O N O M I C A - P E T R O L E R A

a). — Rocas Generadoras.

Las condiciones de generación de hidrocarburos en el Golfo de Cali­fornia y sus áreas aledañas están dadas por la cantidad y tipo de la materia orgánica presente en los sedimentos, así como por las con­diciones de temperaturas del sub­suelo.

En el pozo Ex t remeño No. 1 se

efectuaron análisis geoquímicos obteniéndose los siguientes resulta­dos: En el intervalo 2 9 2 0 a 4 5 2 5 m. predomina en un promedio de 9 0 1 el kerógeno (materia orgánica inso­luble en solventes) del t ipo estruc­turado leñoso siendo el 1 0 | restan­te, materia orgánica del t ipo amorfo. Estos tipos y porcentajes de materia orgánica son po tenc ia lmente gene­radores de gas seco y /o acei te muy pesado con una pequeña proporción de aceite ligero y /o condensado. Esta materia orgánica presentó un promedio de 0 . 4 8 1 de Carbono Orgánico To ta l ( T O C ) lo que es indicativo de una roca generadora pobre. (0 .5 — 1.0 es regular; 1.0 — 2 . 0 es bueno; 2 . 0 — 4 . 0 es muy bueno; 4 . 0 — 8.0 es exce len te ) . Durante pirólisis (medic ión del grado de madurez termal de la roca a través de su ca len tamiento) se obtuvo una T-máx de 4 3 5 ° C indicativo de un grado termal inmaduro.

E n promedio, el índice de altera­ción termal ( T A I ) de las muestras analizadas no excedió de 1.5; esto también es indicativo de una roca generadora inmadura. El índice de alteración termal se refiere al co lor de los fragmentos de esporas, polen o de cut ícula de plantas, mismo que depende de la historia termal de la muestra. Su escala es c o m o sigue: 1 a 1.7: inmadura; 1.8 a 2 . 1 : mo­deradamente inmadura; 2 . 2 . a 2 . 5 : moderadamente madura; 2 . 6 a 3 . 5 : madura; 3 .6 a 4 . 1 : muy madura; 4 . 2 a 4 . 9 : severamente alterada y

3 6

E X T R E M E Ñ O - I

lNT.2920-4525m.

ui v i

LEfiOSA 9 0 %

AMORFA 10 V.

< h Z J _ 5 h .1

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2.9

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h O UJ SO -1

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o:

T I P O D E M A T E R I A O R G A N I C A

M A R I N A C O N T I N E N T A L

CONDENSADO

CAS SECO

CARBONO

ORGANICO

T O T A L

0.48%

ROCA

GENERADORA

POBRE 6

r

Fig. 10. Zonas degeneración de hidrocarburos.

r

1 vo

2

B O L A S O C . M É X . G E O L . P E T R .

5 .0 : metamorfizada. La xeflectan-cia de la vitrinita ( t ipo de kerógeno derivado del tejido de plantas) promedia 0 . 5 5 cifra que está cerca del l ímite superior de la "ventana" de generación de acei te(Fig. 10 ) .

En función de los datos arriba citados se concluye que las rocas cortadas por el pozo. Ex t r emeño No. 1 e n e i intervalo 2 9 2 0 a 4 5 2 5 m. son inmaduras, pobres generado­ras de hidrocarburos y que la pro­ducción de gas de este pozo es de hidrocarburos migrados, sin embar­go como se mencionó anteriorente i^no de los parámetros evaluados, el de la reflectancia de la vitrinita indi­ca que las rocas están en el rango de la generación temprana de hidrocar­buros. Es un hecho que hay en el Golfo zonas con gradientes geoter-males más altos que los observados en el pozo Ex t remeño No. 1 cuya temperatura de fondo alcanzó 157"* C. Es to quiere decir que en función de los tipos de materia orgánica que se han identificado a la fecha (es­tructurada leñosa con proporción menor del tipo amorfa) los hidro­carburos que se deben encontrar son principalmente gas con quizás algo de aceite de tipo nafténico (pe­sado). Se considera que las rocas que se depositaron en ambientes no deltaicos como resultado de las primeras inundaciones marinas en la región son buenas generadoras de aceite especialmente cuando su con­tenido de materia orgánica predo­minante es del tipo amorfo.

b). — Rocas almaccriadoras.

Las principales rocas almacena-doras son areniscas en algunos casos l igeramente arcillosas depositadas a manera de rel lenos de canal, barras desarrolladas en las desembocaduras de los canales distributarios, islas-de barrera asociadas al del ta ; barras submarinas producidas por mareas, etc . En el caso del campo geotérmi­co de Cerro Pr ie to , las rocas almace-nadoras son rellenos de canales dis­tr ibutarios mientras que en el caso del pozo E x t r e m e ñ o No. 1 las are­niscas productoras se consideran barras submarinas posiblemente asociadas al prodelta. Las areniscas depositadas en estos ambientes pre­sentan porosidades que van del orden de 1 0 | hasta casi 4 0 1 depen­diendo de la arcillosidad que con­tienen, del grado de compac tac ión y del grado de cementac ión . Estas areniscas están intercaladas con are­niscas mucho más arcillosas y luti-tas que actúan c o m o sello al paso de los hidrocarburos. E n el caso del pozo E x t r e m e ñ o No. 1 el intervalo productor comprendido entre los 4 1 1 5 y 4 1 2 5 metros de profundi­dad presentó porosidades del orden de 2 4 1 mientras que el cuerpo ar­cilloso sobreyaciente t iene porosi­dades de menos del 5 | .

c).— Trampas.

En esta región las condic iones de ent rampamiento están dadas tanto

38

V O L . X X X V I , NUM. 1, 1 9 8 4

por trampas estructurales c o m o por trampas estratigráfícas. Las prime­ras son pr inc ipa lmente pliegues anticlinales y cierres con t ra falla producidos c o m o e fec tos secunda­rios al movimien to t ranscurrente entre las placas del Pac í f i co y de Norte América a lo largo del siste­ma de fallas San Andrés . La orien­tación de los ejes de las estructuras anticlinales secundarias c o m o las de los planos de las fallas están dadas por la dirección de los esfuerzos principales mismos que están orien­tados noroeste a sureste.

Este mode lo de deformación secundaria ha sido propues to por Sylvester y Smi th ( 1 9 7 6 ) , Crowell ( 1 9 7 4 ) y Harding ( 1 9 7 4 , 1 9 7 6 ) (Fig. 1 1 ) , y es observable a los lados y sobre la falla de San J a c i n t o lo­calizada en la desembocadura del Río Colorado y está llevándose a cabo en la actualidad (Col le t ta y Ortheb, 1 9 7 8 ) . E n los yac imien tos de California, E . U . A . las condic io­nes estructurales de entrampamien­to han sido generadas por deforma­ción secundaria a lo largo del mis­mo sistema de t ransformación.

Las t rampas de t ipo estratigrá-fico son pr incipalmente acuñamien-tos, cambios de facies, discordan­cias y arenas lenticulares.

En el caso del pozo E x t r e m e ñ o No. /1 la t rampa corresponde a un pliegue anticl inal en que las arenis­cas productoras subyacen a facies más arcülosas. E n el caso del campo geotérmico de Cerro Prieto el en­trampamiento de fluidos es en de­

pósi tos de granos gruesos de formas lenticulares depositados como relle­nos de cauces fluviales a los que sobreyacen sellando los depósitos de planicie de inundación de granos finos que actúan c o m o sellos al paso de los fluidos a altas tempera­turas.

V . P E R S P E C T I V A S E C O N Ó M I C O - P E T R O L E R A S

Con la perforación de diez pozos (más uno en terminación) en el Golfo de California y su área ale­daña al nor te y con el resultado obtenido con el pozo E x t r e m e ñ o No. 1 se confirmaron los principa­les postulados expuestos por los t écn icos de Petróleos Mexicanos :

1) En el Gol fo de California así c o m o en sus áreas aledañas existen poten tes paquetes de sedimentos (en exceso a los 5 0 0 0 m ) .

2 ) Es tos paquetes sedimentarios reúnen las condiciones necesarias para la generación y acumulación de hidrocarburos en cantidades comercia les (suficiente materia or­gánica, gradientes geotermales favo­rables, unidades porosas que permi­tan la acumulación de los hidrocar­buros, rocas sello y trampas estruc­turales y estratigráfícas).

3 ) El hecho de que se ha confir­mado la existencia de yacimientos económicamen te explotables obliga a cont inuar con las perforaciones exploratorias. Estas perforaciones deben orientarse hacia áreas que pa-

39

o

es o r > Vi o n

.X o Pl o p "O r-1

( H A R D I N G , 1 9 7 6 )

F/'g. i i . Modelo de deformación secundaria.

V O L . X X V L NUM. 1, 1984

ra el Mioceno ta rd ío hayan sido depocentros o sea hacia donde los paquetes de sedimentos marinos sean más po ten tes y además estén próximos a antiguos o actuales centros de dispersión (cuencas por estiramiento o r o m b o c a s m o s ) ; ya que por lo joven de los sedimentos marinos éstos necesi tan de flujos térmicos adecuados para poder ge­nerar hidrocarburos. Estas áreas de mayor atractivo deberán ser defini­das por s ismología pero en general se encuentran en la parte central de la cuenca, contiguas al sistema tec­

tónico de transcurrencia y divergen­cia.

4 ) Las cuencas situadas al norte de la frontera nacional en el estado de California, E U A han probado contener más de 3 0 , 0 0 0 millones de barriles de hidrocarburos, mien­tras que al sur de la frontera toda­vía no se cuenta con reservas pro­badas cuantificadas; se considera que esto solamente es un reflejo de la etapa exploratoria en que se encuentra cada una de. las áreas y no del contenido original de hidro­carburos en ellas.

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