Inversão de falhas: conceitos, importância nos sistemas petrolíferos e estudo de caso na região de Río Guanaco, Bacia Austral, Argentina

Autores

  • Henrique Zerfass Petrobras
  • Victor A. Ramos Universidad de Buenos Aires
  • Hugo J. Belotti Petrobras
  • Maximiliano Naipauer Universidad de Buenos Aires
  • Matias C. Ghiglione Universidad de Buenos Aires

Palavras-chave:

Bacia Austral, Bacia de Magallanes, Andes Patagônicos, trapas estruturais, estruturas push-up, inversão de falhas

Resumo

A inversão de falhas pode ser positiva, quando o resultado final é de soerguimento, e negativa, quando há subsidência. A inversão positiva tem importante papel para o sistema petrolífero, na formação de trapas e na criação de rotas de migração. A inversão é condicionada pela orientação da falha em relação ao novo campo de tensões e pelos parâmetros mecânicos da rocha de falha. Os tipos geométricos na inversão positiva são (i) falhas individuais reativadas, produzindo feições em arpão; (ii) falhas mestras e falhas conjugadas reativadas (falhas de rompimento da capa, falhas de atalho, estruturas pop-up e push-up) e (iii) falhas contracionais que interrompem falhas distensionais. Na inversão negativa, rampas de sistemas de empurrões são parcialmente reativadas como falhas distensionais. Exemplos de inversão positiva condicionando sistemas petrolíferos são encontrados nas bacias andinas austrais (Cuyana, Neuquén, San Jorge, Malvinas e Austral – Magallanes), em função de sua história distensiva durante a ruptura do Gonduana e a posterior compressão da tectônica andina. Campos de hidrocarbonetos dessas bacias possuem trapas em anticlinais de propagação de falhas e push-ups. A propagação para cima de falhas em inversão também favoreceu a criação de rotas de migração. Apresenta-se um estudo de caso da região de Río Guanaco (Bacia Austral, Argentina), onde feições de inversão positiva são mostradas tanto em afloramento quanto na sísmica 2D. Em afloramento, verifica-se a ocorrência de falhas distensionais com inversão positiva seletiva na forma de deslizamento reverso ao longo da superfície principal ou de falhas conjugadas. Em sísmica, a maioria das falhas invertidas teve a contração distribuída em uma rede de falhas conjugadas, produzindo push-ups. A reativação por meio de falhas inversas conjugadas é a forma mais comum de inversão na área de estudo e ocorre pelo travamento friccional na superfície da falha principal, em função da competência da seção sin-rifte e do ângulo de mergulho alto (cerca de 65º). Quando a reativação ocorre na superfície principal, ela é atribuída tanto a ângulos de mergulho mais suaves como a coeficientes de fricção mais baixos na zona da falha. 

Referências

ARBE, H. A. Análisis estratigráfico del Cretácico de la Cuenca Austral. In: CONGRESO GEOLÓGICO ARGENTINO, 15., 2002, El Calafate. Relatórios… El Calafate, 2002. v. 1-8, p. 103-128.

ARGÜELLO, J.; TRAPICHE, A.; BERDINI, O.; PEDRA-ZZINI, M.; BENOTTI, S. Entrampamiento de Petróleo y Gas en la Formación Springhill, sector continental de la Cuenca Austral, República Argentina. In: CONGRESO DE EXPLORACIÓN Y DESARROLLO DE HIDROCARBUROS, 6., 2005, Mar del Plata. Anais… Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 457-477.

ARREGUI, C.; CARBONE, O.; LEANZA, H. A. Contexto tectosedimentário. In: LEANZA, H. A.; ARREGUI, C.; CARBONE, O.; DANIELI, J. C.; VALLÉS, J. M. (Ed.). Geología y recursos naturales de la Provincia del Neuquén. Neuquén: Asociación Geológica Argentina, 2011. p. 29-36.

BELOTTI, H.; RODRIGUEZ, J. F.; CONFORTO, G. A.; PAGAN, F.; MAZAS, A. P.; AGÜERA, M.; PORRAS, J.; KÖHLER, G.; CAGNOLATTI, M.; WEINER, G.; NIGRO, E.; CANGINI, A. La Formacion Palermo Aike como reservorio no convencional en la Cuenca Austral, Provincia de Santa Cruz, Argentina. In: CONGRESO DE EXPLORACIÓN Y DESARROLLO DE HIDROCARBUROS, 9., 2014, Mendoza. Anais… Mendoza: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2014. p. 137-160.

BONINI, M.; SANI, F.; ANTONIELLI, B. Basin inversion and contractional reactivation of inherited normal faults: a review based on previous and new experimental models. Tectonophysics, Amsterdam, v. 522-523, p. 55-88, Feb. 2012.

BURLIGA, S.; KOYI, H. A.; KRZYWIEC, P. Modelling cover deformation and decoupling during inversion, using the mid-polish trough as a case study. Journal of Structural Geology, New York, v. 42, p. 62-73, Sep. 2010.

CONDAT, P. Modelos conceptuales de trampas en el Yacimiento El Tordillo, Cuenca del Golfo San Jorge, Provincia del Chubut, Argentina. In: CONGRESO DE EXPLORACIÓN Y DESARROLLO DE HIDROCARBUROS, 6., 2005, Mar del Plata. Anais… Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 399-414.

COOPER, M. A.; WILLIAMS, G. D.; DE GRACIANSKY, P.C.; MURPHY, R. W.; NEEDHAM, T.; DE PAOR, D. G.; STONELEY, R.; TODD, S. P.; TURNER, J. P.; ZIE-GLER, P. A. Inversion tectonics: a discussion. In: COOPER, M. A.; WILLIAMS, G. D. (Ed.). Inversion tectonics meeting. London: Geological Society, 1989. (Special Publications, v. 44). p. 335-347.

CUITIÑO, J. I.; SCASSO, R. A. Reworked pyroclastic beds in the early Miocene of Patagonia: reaction in response to high sediment supply during explosive volcanic events. Sedimentary Geology, Paris, v. 289, p. 194-209, 2013.

DALZIEL, I. W. D.; DE WIT, M. J.; PALMER, K. F. A fossil marginal basin in the Southern Andes. Nature, London, v. 250, p. 291-294, 1974.

DELLAPÉ, D.; HEGEDUS, A. Structural inversion and oil occurrence in the Cuyo Basin of Argentina. In: TANKARD, A. J.; SUÁREZ, R.; WELSINK, H. J. (Ed.). Petroleum basins of South America. Tulsa: American Association of Petroleum Geologists, 1995. (AAPG Memoir, 62). p. 359-368.

EISENSTADT, G.; SIMS, D. Evaluating sand and clay models: do rheological differences matter? Journal of Structural Geology, New York, v27, n. 8, p. 1399-1412, 2005.

FACCENNA, C.; NALPAS, T.; BRUN, J. P.; DAVY, P.; BOSI, V. The influence of pre-existing thrust faults on normal fault geometry in nature and experiments. Journal of Structural Geology, New York, v. 17, n. 8, p. 1139-1149, 1995.

FITZGERALD, M. G.; MITCHUM JUNIOR, R. M.; ULIANA, M. A.; BIDDLE, K. T. Evolution of the San Jorge Basin, Argentina. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Tulsa, v. 74, n. 6, p. 879-920, 1990.

FOSDICK, J. C.; GROVE, M.; HOURIGAN, J. K.; CALDERÓN, M. Retroarc deformation and exhumation near the end of the Andes, southern Patagonia. Earth and Planetary Science Letters, Amsterdam, v. 361, p. 504-517, 2013.

GALEAZZI, J. S. Structural and stratigraphic evolution of the Western Malvinas Basin, Argentina. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Tulsa, v. 82, n. 4, p. 596-636, 1998.

GHIGLIONE, M. C.; SUAREZ, F.; AMBROSIO, A.; DA POIAN, G.; CRISTALLINI, E. O.; PIZZIO, M. F.; REINOSO, R. M. Structure and evolution of the Austral Basin foldthrust belt, Southern Patagonian Andes. Revista de la Asociación Geológica Argentina, Buenos Aires, v. 65, n. 1, p. 215-226, 2009.

GHIGLIONE, M. C.; LIKERMANN, J.; BARBERÓN, V.; GIAMBIAGI, L. B.; AGUIRRE-URRETA, B.; SUÁREZ, F. Geodynamic context for the deposition of coarse-grained deep-water axial channel systems in the Patagonian Andes. Basin Research, Oxford, v. 26, n. 6, p. 726-745, 2014.

GIACOSA, R.; FRACCHIA, D.; HEREDIA, N. Structure of the Southern Patagonian Andes at 49oS, Argentina. Geologica Acta, Barcelona, v. 10, n. 3, p. 265-282, Sep. 2012.

HAYWARD, A. B.; GRAHAM, R. H. Some geometrical characteristics of inversion. In: COOPER, M. A.; WILLIAMS, G. D. (Ed.). Inversion Tectonics. London: Geological Society, 1989. (Special Publications, v. 44). p. 17-39.

IVINS, E. R.; DIXON, T. H.; GOLOMBEK, M. P. Extensional reactivation of an abandoned thrust: a bound on shallowing in the brittle regime. Journal of Structural Geology, New York, v. 12, n. 3, p. 303-314, 1990.

KONSTANTINOVSKAYA, E. A.; HARRIS, L. B.; POULIN, J.; IVANOV, G. M. Transfer zones and fault reactivation in inverted rift basins: insights from physical modelling. Tectonophysics, Amsterdam, v. 441, n. 1, p. 1-26, 2007.

KOOPMAN, A.; SPEKSNIJDER, A.; HORSFIELD, W. T. Sandbox model studies of inversion tectonics. Tectonophysics, Amsterdam, v. 137, p. 379-388, 1987.

KOZLOWSKI, E.; BOLL, A.; VERGANI, G. (Ed.). Las trampas de hidrocarburos en las cuencas productivas de Argentina. In: CONGRESO DE EXPLORACIÓN Y DESAROLLO DE HIDROCARBUROS, 6., 2005, Mar del Plata. Anais… Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 261-270.

KRAEMER, P. E. Structure of the Patagonian Andes: regional balanced cross section at 50oS, Argentina. International Geology Review, Lawrence, v. 40, p. 896-915, 1998.

LIKERMAN, J.; BURLANDO, J. F.; CRISTALLINI, E. O.; GHIGLIONE, M. C. Alongstrike strctural variations in the Southern Patagonian Andes: insights from physical modelling. Tectonophysics, Amsterdam, v. 590, p. 106-120, 2013.

LIMERES, M.; DAJCZGEWAND, D.; ORCHUELA, I. Estilo de entrampamiento en el Yacimiento Loma Negra, Cuenca Neuquina, Provincia de Río Negro. In: KOZLOWSKI, E.; BOLL, A.; VERGANI, G. (Ed.). Las trampas de hidrocarburos en las cuencas productivas de Argentina. Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 383-390.

McCLAY, K. R. Analogue models of inversion tectonics. In: COOPER, M. A.; WILLIAMS, G. D. (Ed.). Inversion Tectonics. London: Geological Society, 1989. (Special Publications, v. 44). p. 41-59.

McCLAY, K. R.; SCOTT, A. D. Experimental models of hangingwall deformation in ramp-flat listric extensional fault systems. Tectonophysics, Amster-dam, v. 188, n. 1, p. 85-96, Mar. 1991.

McCLAY, K. R. The geometries and kinematics of inverted fault systems: a review of analogue model studies. In: BUCHANAN, J. G.; BUCHANAN, P. G. (Ed.). Basin Inversion. London: Geological Society, 1995. (Special Publications, v. 88). p. 97-118.

MESCUA, J. F.; GIAMBIAGI, L. B. Fault inversion vs. new thrust generation: a case study in the Malargüe fold-and-thrust belt, Andes of Argentina. Journal of Structural Geology, New York, v. 35, p. 51-63, 2012.

MITRA, S. Geometry and kinematic evolution of inversion structures. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Tulsa, v. 77, n. 7, p. 1159-1191, 1993.

MOSQUERA, A.; RAMOS, V. A. Intraplate deformation in the Neuquén Embayment. In: KAY, S. M.; RAMOS, V. A. (Ed.). Evolution of an Andean margin: a tectonic and magmatic view from the Andes to the Neuquén Basin (35°-39°S lat). New York: The Geological Society of America, 2006. p. 97-123. (Special Paper, 407).

MOSQUERA, A.; SILVESTRO, J.; RAMOS, V. A.; ALARCÓN, M.; ZUBIRI, M. La estrutura de la Dorsal de Huincul. In: LEANZA, H. A.; ARREGUI, C.; CARBONE, O.; DANIELI, J. C.; VALLÉS, J. M. (Ed.). Geología y recursos naturales de la Provincia del Neuquén. Neuquén: Asociación Geológica Argentina, 2011. p. 385-398.

PACE, P.; CALAMITA, F. Push-up inversion structures v. fault-bend reactivation anticlines along oblique thrust ramps: examples from the Apennines fold-and-thrust belt (Italy). Journal of the Geological Society, v. 171, n. 2, p. 227-238, Mar. 2013.

PÁNGARO, F.; MELLI, A. T.; MALONI, P.; CEVALLOS, M.; SORACI, A.; MOSQUERA, A.; KIM, H. J. Modelos de entrampamiento de la Dorsal de Huincul, Cuenca Neuquina, Argentina. In: KOZLOWSKI, E.; BOLL, A.; VERGANI, G. (Ed.). Las trampas de hidrocarburos en las cuencas productivas de Argentina. Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 331-368.

PAREDES, J. M.; PLAZIBAT, S.; CROVETTO, C.; STEIN, J.; CAYO, E.; SCHIUMA, A. Fault kinematics and depocenter evolution of oil-bearing, continental successions of the Mina del Carmen Formation (Albian) in the Golfo San Jorge basin, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, Amsterdam, v. 46, p. 63-79, 2013.

PEACOCK, D. C. P.; SANDERSON, D. J. Displacements, segment linkage and relay ramps in normal fault zones. Journal of Structural Geology, New York, v. 13, n. 6, p. 721-733, 1991.

PERONI, G. O.; HEGEDUS, A. G.; CERDAN, J.; LEGARRETA, L.; ULIANA, M. A.; LAFFITTE, G. Hydrocarbon accumulation in an inverted segment of the Andean foreland: San Bernardo Belt, Cen-tral Patagonia. In: TANKARD, A. J.; SUÁREZ S. R.; WELSINK, R. J. (Ed.). Petroleum Basins of South America. Tulsa: American Association of Petroleum Geologists, 1995. (AAPG Memoir, 62). p. 403-419.

RAMOS, V. A.; GHIGLIONE, M. C. Tectonic Evolution of the Patagonian Andes. In: RABASSA, J. (Ed.). Lake Cenozoic of Patagonia and Tierra del Fuego. Developments in Quaternary Sciences, Amsterdam, v. 11, p. 57-71, 2008.

RAMOS, V. A.; ZAPATA, T.; CRISTALLINI, E.; INTRO-CASO, A. The Andean thrust system - latitudinal variations in structural styles and orogenic shortening. In: McCLAY, K. R. (Ed.). Thrust tectonics and hydrocarbon systems. Tulsa: American Association of Petroleum Geologists, 2004. (AAPG Memoir, 82). p. 30-50.

RAMOS, V. A. The tectonic regime along the Andes: present-day and Mesozoic regimes. Geological Journal, Sussex, v. 45, p. 2-25, 2010.

RICCARDI, A. C. Estratigrafía en el oriente de la Bahía de la Lancha, Lago San Martín, Santa Cruz, Argentina. Revista del Museo de La Plata. Sección Geología, La Plata, v. 7, n. 61, p. 245-318, 1971.

RICCHIANO, S. Lower Cretaceous anoxic conditions in the Austral basin, southwestern Gondwana, Patagonia Argentina. Journal of South American Earth Sciences, Amsterdam, v. 54, p. 37-46, 2014.

RODRÍGUEZ, J. F.; MILLER, M.; CAGNOLATTI, M. Sistemas petroleros de Cuenca Austral, Argentina e Chile. In: CRUZ, C. E.; RODRÍGUEZ, J. F.; HECHEM, J. J.; VILLAR, H. J. (Ed.). Sistemas Petroleros de las Cuencas Andinas. Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y del Gas, 2008. p. 1-31.

SACCAVINO, L. L.; ECHEVARRÍA, C.; GUTIERREZ, F.; CAGNOLATTI, M.; MARTEAU, V. M.; PEDRAZZINI, M.; BARCAT, C. Las trampas de hidrocarburos de la Formación Magallanes, Cuenca Austral, República Argentina. In: KOZLOWSKI, E.; BOLL, A.; VERGA-NI, G. (Ed.). Las trampas de hidrocarburos en las cuencas productivas de Argentina. Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 479-499.

SCISCIANI, V. Styles of positive inversion tectonics in the Central Apennines and in the Adriatic foreland: implications for the evolution of the Apennine chain (Italy). Journal of Structural Geology, New York, v. 31, p. 1276-1294, 2009.

SCHWARZ, E.; VEIGA, G. D.; SPALLETTI, L. A.; MASSAFERRO, J. L. The transgressive infill of an inherited-valley system: the Springhill Formation (lower Cretaceous) in southern Austral Basin, Argentina. Marine and Petroleum Geology, Guil-dford, v. 28, n. 6, p. 1218-1241, 2011.

SIBSON, R. H. A note on fault reactivation. Journal of Structural Geology, New York, v. 7, n. 6, p. 751-754, 1985.

ULIANA, M. A.; BIDDLE, K. T. Mesozoic-Cenozoic paleogeographic and geodynamic evolution of Southern South America. Revista Brasileira Geociências, São Paulo, v. 18, p. 172-190, 1988.

ULIANA, M. A.; LEGARRETA, L. Hydrocarbon habitat in a Triassic to Cretaceous sub-Andean Setting: Neuquén Basin, Argentina. Journal of Petroleum Geology, Beaconsfield, v. 16, n. 4, p. 397-420, 1993.

ULIANA, M. A.; ARTEAGA, M. E.; LEGARRETA, L.; CERDÁN, J. J.; PERONI, G. O. Inversion structures and hydrocarbon occurrence in Argentina. In: BU-CHANAN, J. G.; BUCHANAN, P. G. (Ed.). Basin In-version. London: Geological Society, 1995. (Special Publications, v. 88). p. 211-233.

VEEVERS, J. J.; POWELL, C. McA. Permian-Triassic Pangean basins and foldbelts along the Panthalassan Margin of Gondwanaland. Tulsa: American Association of Petroleum Geologists, 1994. (AAPG Memoir, 184). 368p.

VERGANI, G.; ARREGUI, C.; CARBONE, O. Sistemas petroleros y tipos de entrampamientos en la Cuenca Neuquina. In: CONGRESO GEOLÓGICO ARGENTI-NO, 18., 2011, Neuquén. Relatórios... Neuquén: Asociación Geológica Argentina, 2011. p. 646-656.

WILLIAMS, G. D.; POWELL, C. M.; COOPER, M. A. Geometry and kinematics of inversion tectonics. In: COOPER, M. A.; WILLIAMS, G. D. (Ed.). Inver-sion Tectonics. London: Geological Society, 1989. (Special Publications, v. 44). p. 3-15.

WILLSEY, S. P.; UMHOEFER, P. J.; HILLEY, G. E. Early evolution of an extensional monocline by a propagating normal fault: 3D analysis from combined field study and numerical modelling. Journal of Structural Geology, New York, v. 24, p. 651-669, 2002.

WITHJACK, M. O.; ISLAM, Q. T.; LA POINTE, P. R. Normal faults and their hanging-wall deformation: an experimental study. American Association of Petroleum Geologists Bulletin, Tulsa, v. 79, n. 1, p. 1-18, 1995.

ZAHID, K. M.; BARBEAU JUNIOR, D. L. Provenance of eastern Magallanes foreland basin sediments: heavy minerals analysis reveals Paleogene tectonic unroofing of the Fueguian Andes Hinterland. Sedimentary Geology, Paris, v. 229, n. 1, p. 64-74, Jun. 2010.

ZENCICH, S.; CALEGARI, R.; SCOLARI, J. C.; POSSE, J.; GÓMEZ, G.; BOGGETTI, D.; MANCEDA, R. Trampas de hidrocarburos de la Cuenca Cuyana. In: CONGRESO DE EXPLORACIÓN Y DESAROLLO DE HIDROCARBUROS, 6., 2005, Mar del Plata. Anais… Mar del Plata: Instituto Argentino del Petróleo y Gas, 2005. p. 93-110.

ZERFASS, H.; CHEMALE JUNIOR, F.; SCHULTZ, C. L.; LAVINA, E. Tectonics and sedimentation in Southern South America during Triassic. Sedimentary Geology, Paris, v. 166, n. 3, p. 265-292, 2004.

Downloads

Publicado

2015-12-01

Edição

Seção

Artigos

Como Citar

ZERFASS, Henrique; RAMOS, Victor; BELOTTI, Hugo; NAIPAUER, Maximiliano; GHIGLIONE, Matias. Inversão de falhas: conceitos, importância nos sistemas petrolíferos e estudo de caso na região de Río Guanaco, Bacia Austral, Argentina. Boletim de Geociências da Petrobras, Rio de Janeiro, v. 23, n. 1-2, 2015. Disponível em: https://bgp.petrobras.com.br/bgp/article/view/8. Acesso em: 19 set. 2024.