Análisis de facies en depósitos de grano fino asociados a flujos de fango. Formación Vaca Muerta (Tithoniano-Valanginiano), Cuenca Neuquina central, Argentina Translated title: Facies analysis of fine-grained deposits related to muddy underflows. Vaca Muerta Formation (Tithonian-Valanginian), central Neuquen Basin, Argentina

Abstract

RESUMEN El modelo sedimentológico convencional relaciona la acumulación de rocas sedimentarias de grano fino (<62,5 μm), ricas en materia orgánica, únicamente con procesos de decantación hemipelágica en ambientes de baja energía. En esta contribución se analizan una serie de depósitos fangolíticos con elevado contenido de materia orgánica (fangolitas bituminosas), reconocidos en los afloramientos de la sección inferior de la Formación Vaca Muerta, en áreas centrales de la Cuenca Neuquina (localidades de Arroyo Mulichinco, Tres Chorros y Río Neuquén). Este intervalo basal de la Formación Vaca Muerta es el que mayor contenido de materia orgánica presenta (hasta 8% COT). Los depósitos fangolíticos que lo constituyen están altamente compactados, lo que produce una pérdida de resolución importante que limita el reconocimiento y el análisis de los procesos sedimentarios involucrados. Sin embargo, es común encontrar niveles milimétricos a centimétricos parcialmente cementados en concreciones carbonáticas, los cuales proveen un registro excepcional de las estructuras sedimentarias y la fábrica original presente en estos depósitos fangolíticos. Estudios de cortes macroscópicos pulidos y secciones delgadas de estos niveles cementados permitieron reconocer una serie de facies sedimentarias genéticamente asociadas a flujos de fango. Su origen se relaciona con flujos hiperpícnicos fangosos de larga duración (flujos casi estacionarios) desencadenados a partir de descargas directas de ríos en crecida durante períodos húmedos de precipitaciones extremas. En su trayectoria cuenca adentro, los flujos hiperpícnicos cargados de fango detrítico habrían atravesado zonas de muy baja pendiente e incorporado el material intracuencal disponible (lo que incluye materia orgánica) a su carga sedimentaria extracuencal. La rápida transferencia de fango rico en materia orgánica habría permitido alcanzar un soterramiento instantáneo, evitando de esta manera su potencial degradación en el fondo marino. Los flujos de fango parecen constituir un mecanismo eficiente para explicar la presencia de fangolitas bituminosas en áreas centrales de la Cuenca Neuquina.

Translated abstract

ABSTRACT The conventional sedimentological model suggests that the accumulation of organic-rich fine-grained sedimentary rocks (<62.5 μm) is uniquely associated with fallout processes in low energy depositional environments. This contribution analyzes organic-rich mudstones belonging to the lower section of the Vaca Muerta Formation at central areas of the Neuquén Basin (Arroyo Mulichinco, Tres Chorros and Río Neuquén localities). The studied interval is characterized by the highest organic matter content of the Vaca Muerta Formation (up to 8% TOC). The associated mudstone deposits are usually highly compacted, thus obscuring the recognition of the original fabric and the analysis of mudstone depositional processes. Nevertheless, the common occurrence of carbonate concretions within these highly compacted intervals provides an exceptional preservation of mudstone primary fabric. After macroscopic study of polished slabs and thin sections of these cemented beds, a series of facies genetically linked to muddy underflows were recognized. The origin of these deposits is related to long-lived muddy hyperpycnal flows (quasi-steady mud flows) triggered by extreme river discharges during rainfall humid periods. During their travel basinward, hyperpycnal flows, originally composed of detrital mud, would be able to go through very low gradient reliefs, incorporating the available intrabasinal components (including organic matter) to their extrabasinal sedimentary load. The rapid basinward transfer of organic-rich mud would have provided a fast deposition and efficient burial of organic matter, avoiding its potential degradation at seafloor. Muddy underflows constitute a rational mechanism to explain the common occurrence of bituminous mudstones at central areas of the Neuquén Basin.