CUENCAS O CUBETAS SEDIMENTARIAS

El Ciclo de Wilson, propuesto por Tuzo Wison, nos explica de forma ordenada, el proceso de apertura y cierre de los océanos, y la fragmeEl Ciclo de Wilson, propuesto por Tuzo Wison, nos explica de forma ordenada, el proceso de apertura y cierre de los océanos, y la fragmentación y posterior unión de los continentes, que provoca la formación de cordilleras, y resume todo lo que suecede en los bordes constructivos y destructivos sobre la litosfera. 

En el ciclo se pueden distinguir las siguientes fases:

 

1- El continente se fragmenta por acción de puntos calientes que abomban y adelgazan la corteza hasta romperla, originándose un rift continental (como el Rift africano).

2- En la  línea de fragmentación se empieza a formar litosfera oceánica (borde constructivo) que separa los fragmentos continentales. Si continúa la separación el rift es invadido por el mar y se va transformando en una dorsal oceánica. Los continentes quedan separados por una pequeña cuenca oceánica (como el actual mar Rojo).

3- El proceso continúa y los continentes se separan progresivamente. Entre el los aparece una cuenca oceánica ancha, con una dorsal bien desarrol lada (como el océano at lántico actual) .

4- Cuando la cuenca oceánica alcanza cierto tamaño y es suficientemente antigua, los bordes de contacto con los fragmentos continentales se vuelven fríos y densos y comienzan a hundirse debajo de los continentes y se genera un borde de destrucción. En esta zona se origina una cadena montañosa que va bordeando al continente (orógeno tipo andino, como la cordillera de los Andes). La corteza oceánica se desplaza desde el borde constructivo al de destrucción como una cinta transportadora, por lo que la cuenca oceánica deja de crecer (como el Océano Pacífico).

5- Dada la forma esférica de la Tierra, otros bordes constructivos pueden empujar a los fragmentos continentales en sentido contrario, con lo que la cuenca oceánica se va estrechando (como en el Mar Mediterráneo).

6- Finalmente al desaparecer la cuenca oceánica las dos masas continentales chocas (obducción) y se origina un continente único (supercontinente), y sobre la sutura que cierra el océano se forma una cordillera (orógeno tipo himalayo, como la cordillera del Himalaya).

Las cuencas sedimentarias son las areas de la

superficie terrestre en las que se han podido

acumular grandes espesores de sedimentos durante

un largo intervalo de tiempo. La existencia de

cuencas sedimentarias, donde se acumulan

importantes volumenes de sedi mentos, implica la

existencia de corteza sometidos a denudacion y

erosion en la cual ha rellenado parcial o totalmente el

volumen capaz de ser rellenado (acomodacion).

DEFINICION

La subsidencia de una cuenca sedimentaria esta

usualmente acompañada de la elevacion tectonica de

las areas adyacenles, por lo que el factor tectonico es

en definitiva el que rige tanto la sedimentacion en la

cuenca como la destruccion de los relieves

adyacentes.

Cuando termina la inestabilidad tectonica con la

finalizacion de los movimientos verticales

(subsidencia y elevacion) deja de ser activa la cuenca

sedimentaría.

De acuerdo con la actividad sedimentaria y su grado de deformacion se pueden diferenciar tres tipos de cuencas sedimentarias:

1.- Cuencas activas, areas subsidentes en las que se han deposi-tado y actualmente se siguen depositando materiales.

2.- Cuencas inactivas, areas igualmente subsidentes,

pero en las que ya termino la sedimentacion. Los

materiales del relleno de la cuenca estan

escasamente deformados, por lo que resulta simple

reconstruir la forma original de la cuenca.

3.- Cuencas fuertemente deformadas, que

usualmente forman cadenas montanosas, y en las que

el relleno originario ha sido par-cialmente eliminado

por erosion. En ellas la reconstruccion de la forma y

posicion original de la cuehca es bastante compleja.

Los conceptos de cuenca sedimentaria y medio

sedimentario son completamente diferentes. El

concepto de cuenca sedimentaria se basa en el

contexto tectonico (subsidencia) de un area definida

geo-graficamente y con limites de tiempo

coincidentes con el del inicio y final de la

subsidencia. Por el contrario el concepto de medio

sedi mentario se refiere a un intervalo de tiempo

concreto y se trata de un area de la superficie

terrestre definida por sus caracterfsticas

sedimentarias (no tectonicas).

RELACION ENTRE CUENCA SEDIMENTARIA Y MEDIO

SEDIMENTARIO

Las cuencas sedimentarias se clasifican con un

criterio totalmente diferente a los medios

sedimentarios. Concretamente los criterios basicos

utilizados para esta clasificacion son los tectonicos,

tales como el emplazamiento en relacion con los

limites de placas, naturaleza del substrato cortical,

evolucion tectonica y grado de deformacion.

CLASIFICACION DE LAS CUENCAS SEDIMENTARIAS

Un primer grupo de cuencas sedimentarias son aquellas que se disponen dentro de una misma placa y cuyo substrato es de corteza continental.

Cuencas IntracratonicasCorresponden a areas subsidentes delimitadas dentro de continentes formadas inicialmente por un hundimienlo de fallas normales que en unos casos no han sufrido deformacion posteriorAulacogenos Estos han sufrido un ligero acortamiento .

PRIMER GRUPO

Un segundo grupo de cuencas: sedimentarias

son las localizadas dentro de una misma placa

pero en las que el substrato es de corteza

oceanica se localizan en las partes mas proturidas de

los oceanos, tienen grandes dimensiones y en

ellas la subsidencia es muy baja. De acuerdo con

el mecanismo de movimientos de las placas este

tipo de cuencas tienden a permanecer como

cuencas oceanicas durante tiempo indefinido.

SEGUNDO GRUPO

Un tercer grupo de cuencas, el mas amplio y diverse

Jo cons-tituyen los mdrgenes continentales, que

comprenden el antiguo concepto de

geosinclinal. Un margen continental se inicia a

partir de una fragmentacion de una placa con

corteza continental.

TERCER GRUPO

Un cuarto tipo de cuencas sedimentarias son

aquellas que se individualizan en relacion con la

colision y la formacion de Cordilleras de

plegamiento, y que por tanto se superponen a

margenes continentales tras la deformacion de

los mismos. Incluyen diversos tipos de cuencas,

entre ellas las cuencas comprendidas entre la

nueva cordillera de plegamiento y el antiguo

continente (cuencas de antepafs) y las que se

localizan en areas subsidentes dentro de la

nueva cadena (cuencas intramontanosas).

CUARTO GRUPO

Un quinto y ultimo tipo de cuencas son las

localizadas en rela cion con fallas

transcurrentes, en areas con substrato de

corteza con tinental u oceanica, sobre las que

recientemente se han publicado numerosos

artfculos y monograffas. En estas cuencas, de

dimensiones relativamente reducidas, se alcanzan

espesores muy considera bles de sedimentos.

QUINTO GRUPO

Los criterios basicos utili-zados para la clasificacion de las cuencas sedimentarias son los tec-tonicos. tales como el emplazamiento en relacion con: los limites de placas, la naturaleza del substrato cortical, la evolucion tectonica y el grado de deformacion.

La diversidad de las cuencas sedimentarias es muy grande, por lo que su clasificacion es relativamente compleja. Debe basarse en criterios muy generales.

CLASIFICACION DE LAS CUENCAS SEDIMENTA RIAS EN RELACION CON LA

TECTONICA GLOBAL

La primera clasificacion de las cuencas

sedimentarias, tras la emision de la Teoria de la

Tectonica Global puede considerarse que es la de

Dickinson (1974).

Este autor establecio como criterios de clasificacion:

la naturaleza del substrato (corteza oceanica y/o con

tinental), la posicion con respecto a los limites de

placas y el tipo de limite de placa (divergente,

convergente o transformante).

CRITERIOS DE CLASIFICACION

Cuencas cratonicas continentalesCuencas intracratonicas Bordes de cratones

Aulacogenos — Cuencas relacionadas con margenes continentalesCuencas en margenes divergentesCuencas riftCuencas formadas en relacion con la colisionCuencas relacionadas con fallas transcurrentes

y transformantesCuencas oceanicas

CLASIFICACION DE LAS CUENCAS SEDIMENTARIAS

El primer grupo lo forman las cuencas cratonicas continentales que se disponen dentro de una misma placa y cuyo substrato es de corteza continental con gran espesor (30-35 km). Dentro de ellas, se diferencian tres tipos fundamentals:

las cuencas intracratonicas con grandes fosas tectonicas que actuan como trampas de sedimen tos (fig. 22.6B),

los aulacogenos o rifts abortados (fig. 22.6C) las cuencas continentales formadas por flexura,

llamadas cuencas de bordes de cratones (fig. 22.6A).

CLASIFICACION POR GRUPOS

 El segundo grupo de cuencas lo constituyen los

margenes conti nentales, que comprenden el antiguo concepto de geosinclinal. En el capitulo 3 se incluia una figura muy expresiva (fig. 3.8) en las que se mostraba la evolucion inicial de los margenes continentales, la de los margenes divergentes (fig. 22.6D)

El tercer grupo de cuencas son las relacionadas con la colision y la formacion de Cordilleras de plegamiento, que se superponen arealmente a margenes continentales tras la deformacion de los mis-mos.

Incluyen las cuencas de antepais y cuencas intramontanosas(figs. 22.7C y 22.8A). relaciona das con la subduccion, margenes convergentes y cuencas relacionadas con la colision.

El cuarto grupo de cuencas son las que se form an en relación con fallas transcurrentes y transformantes, en areas cuyo substrato es de corteza continental u oceanica, en las que se pueden alcanzar espesores muy considerables de sedimentos (fig. 22.8B).

El quinto grupo de cuencas sedimentarias son las localizadas dentro de una placa cuyo substrato es de corteza oceanica (fig. 22.6E). Se localizan en las partes mas profundas de los oceanos y estan limitadas por dorsales y fosas. La corteza oceanica del substrato) se va renovando constantemente por los efectos de acrecion y desaparicion cortical, pero las cuencas tienden a permanecer como cuencas oceanicas durante tiempo indefinido.

Ademas de los tipos simples de cuencas de la clasificacion ante rior, existen tipos mixtos entre varias de ellas y tipos polifasicos, donde la historia se repite, dos o mas veces. Esto dificulta la aplica-cion de la clasificacion anterior, en el estudio de cuencas sedimentarias reales, en especial las que estan deformadas

Con el nombre de craton se denominan a las areas continentales antiguas (Paleozoicas o Precambricas) constituidas por corteza conti nental gruesa (30-35 km), en las que dominan los procesos de erosion sobre los de sedimentacion, y que estan sometidas levantamientos tectonicos que acelera la denudacion.

22.2.2.- CUENCAS CRATONICAS CONTINENTALES

Un caso especial de cratones son los escudos. Estos escudos cons-tituyen el "armazon" de los continentes y ha sido el area fuente de los sedimentos depositados en las cuencas sedimentarias.

Dentro de los cratones o en sus bordes se pueden individualizar areas subsidentes que reciben sedimentos, las cuales se denominan cuencas cratonicas continentales. De acuerdo con su genesis, con la geometria de los cuerpos sedimentarios que las rellenan y con su emplazamiento se diferencian tres tipos principa-les: cuencas intracratonicas, bordes de cratones y aulacogenos o rifts abortados, sobre cuyas caracterfsticas se tratara a continuacion.

Son areas subsidentes localizadas dentro de los cratones y en las que hay deposito, a partir de los relieves que les rodean. Su forma, su magnitud y la edad de los materiales que las rellenan son muy cambiantes de unas a otras. Unas presentan una forma geometrica definida (lineal, ovalada, rectangular, triangular, etc.) mientras que otras son irregulares. Su tamano varfa desde el kilometro hasta miles de kildmetros. La edad de los materiales y la magnitud del intervalo de tiempo representado en el deposito son muy diversas.

22.2.2.1.- CUENCAS INTRACRATONICAS

Las cuencas intracratonicas estan bordeadas por fallas normales, muchas veces con pianos casi verticales. En funcion con los dispo-sitivos de las fallas de borde se pueden diferenciar dos tipos esenciales: graben o semigraben (fig. 22.9). Las primeras (tipo graben) son cuencas relativamente simetricas con fuertes hundimientos en los dos bordes (fig. 22.9A), mientras que las segundas (tipo semi graben) son cuencas asimetricas con un borde fallado y otro no, en las que por el basculamiento del bloque hundido se va formando un hueco que se puede rellenar de sedimentos (fig. 22.9B). Los deposi-tos en estas cuencas son de abanicos aluviales, fluviales y lacustres, con una distribucion asimetrica en los semigrabenes.

 se denominan a las áreas extensas y ligeramente subsidentes, adyacentes a los continentes, con substrato de corteza continental, ligeramente adelgazada. También se conocen con el nombre de cuencas continen tales formadas por flexura , ya que en ellas suelen estar ausentes las fallas en los bordes, de manera que son precisamente los fenómenos de flexura de la corteza conti nental los que motivan la individualización de la cuenca.

Su relleno sedimentario está constituido por depósitos marinos someros, costeros y continentales. Una de las características más importantes de las mismas es que los materiales apenas presentan deformación, permaneciendo horizontales o subhorizontales.

22.2.2.2.- CUENCAS DE BORDES DE CRATONES

El término aulacógeno fue introducido en la nomenclatura geo lógica por autores rusos, El término procede de la palabra griega "auiax" que significa surco.

Se denominan aulacógenos a los surcos subsidentes profundos con substrato de corteza continental adelgazada, limitados por fallas y que se relacionan en uno de sus extremos con un margen continental o con una cadena plegada (cadena geosinclinal).

Su relleno sedimentario es semejante al de los bordes de cratones (y plataformas) pero difieren en dos rasgos principales: el primero es que los materiales depositados tienen mayores potencias y el segundo que estos materiales están deformados, mientras que en las cuencas de los bordes de cratones quedan horizontales o subhorizontales.

22.2.2.3.- AULACÓGENOS O RIFTS ABORTADOS

La génesis de los aulacógenos responde a las fases iniciales del ciclo de Wilson, pero deteniéndose en la etapa inicial del rift intracontinental, razón por la que también se les llama "rifts abortados'". En la figura 22.14, original de Hoffman et al. (1974) se presenta un modelo evolutivo de un aulacógeno y su comparación con el desa rrollo de un geosinclinal o margen continental que sigue el ciclo de Wilson. El resultado es que se forma un sistema montañoso con pliegues, que son las adaptaciones de la cobertera a las fallas, y con algunas fallas inversas de la cobertera que producen cabalgamientos hacia afuera del aulacógeno.

Uno de los ejemplos de aulacógenos más citado en la

bibliografía es el aulacógeno de Oklahoma, dentro de

la plataforma america na, que hacia el este se une a

la cadena plegada de Ouachita.

Son las cuencas sedimentarias localizadas en los márgenes con tinentales de tipo pasivo (o Atlántico) desde su etapa inicial hasta el final de la etapa de madurez del ciclo de Wilson. De acuerdo con este ciclo los pasos de un graben a un rift intracontinental, poste riormente a un rift con corteza oceánica y más adelante a la fase de océano estrecho (tipo Mar Rojo) son siempre transicionales. Por esta razón se incluyen, en primer lugar, unas consideraciones gene rales sobre la formación y evolución de las cuencas sedimentarias en régimen distensivo, por efecto de la extensión cortical. Estas consideraciones iniciales son también aplicables para la interpreta ción de la génesis de las cuencas intracratónicas continentales for madas por fracturación {graben, rifts intracontinentales y aulacóge nos).

22.2.3.- CUENCAS EN MÁRGENES DIVERGENTES

Por esta razón se incluyen, en primer lugar, unas

consideraciones gene rales sobre la formación y

evolución de las cuencas sedimentarias en régimen

distensivo, por efecto de la extensión cortical. Estas

consideraciones iniciales son también aplicables para

la interpreta ción de la génesis de las cuencas

intracratónicas continentales for madas por

fracturación {graben, rifts intracontinentales y

aulacóge nos).

La formación de un rift, en muchos casos se caracteriza por un rápido hundimiento, acompañado de una sedimentación muy importante.

En un análisis de la subsidencia un rift corresponde a una región e intervalo de tiempo en el que se alcan zan valores anormalmente altos de la tasa de subsidencia, del orden de los 100 m/Ma. Se trata de subsidencia tectónica, en la fase inicial de la formación de una cuenca, por lo que se le llama subsidencia inicial.

22.2.3.2.- CUENCAS RIFT

De una cuenca sedimentaria se podrá decir que es un rift sola mente cuando no haya «seguido su evolución posterior, bien porque sea actualmente un rift o bien porque haya quedado abortado (caso de los aulacógenos). Por el contrario, cuando la cuenca haya seguido su evolución, se podrá hablar de una etapa de rift (o rifting) para aludir a un intervalo del desarrollo de la misma.

se denominan episodios de rifting a aquellos episodios iniciales fuertemente subsidentes, que quedan reflejados en el análisis de la tasa de subsidencia tectónica, elaborado a partir del registro sedimentario del relleno de la cuenca.

En otros casos la evolución de las cuencas se adapta más al ciclo de Wilson con una única etapa de rift inicial, sin recu-rrencias, ni repetición de procesos

El rasgo más característico de este tipo de margen es que entre el área de corteza continental sin adelgazar y la de corteza oceánica se interpone una banda, de algunos centenares de kilómetros de anchura, con corteza continental adelgazada y fallada. Durante un intervalo de tiempo prolongado estas fallas siguen actuando delimitando den tro del dominio pelágico de la cuenca sectores muy subsidentes (surcos) y otros sectores menos subsidentes (umbrales).

22.2.3.5.- MÁRGENES CONTINENTALES DE TIPO ALPINO

El juego de estas fallas (sintéticas y antitéticas) lleva a que en algunos puntos puedan producirse incluso emersiones temporales y episodios de karstificación sobre materiales pelágicos.

El paso de un margen pasivo a un margen convergente se inicia debido a un proceso de envejecimiento de la litosfera, un enfriamiento y aumento de densidad de la misma y un desacoplamiento en el límite océano-continente.

22.2.4.- CUENCAS EN MÁRGENES CONVERGENTES

En esta transformación a un margen activo (convergente) empiezan a producirse notables modificaciones en el antiguo margen, en especial en las proximidades de la fosa y sobre la vertical de la zona de subducción.

En el caso de zona de subducción intraoceánicas, en las que la corteza oceánica enfriada se hunde bajo áreas de corteza oceánica se delimitan: fosa, complejo de acreción, cuenca de antearco, arco y dos cuencas intraarco, una activa con expansión y otra inactiva (también llamada back-arc) que alcanza hasta el continente. Dentro de los sistemas arcosurco intraoceánicos se diferencian tres tipos: emigrante, estacionario y separado.

A.-CUENCA PROFUNDA Y POCO SUBS IDENTE. B.- CONST ITUYEN " 'ARCOS SEDIMENTAR IOS" QUE LLE GAN A L A SUPERF IC IE QUE SE D ISPONEN ENTRE UNA PARTE EMERGIDA DEL PR ISMA DE ACREC IÓN Y EL ARCO VOLCÁNICO. C- ARCO SEDIMENTAR IO LLEGANDO A L A SUPERF IC IE Y PRÁCT ICAMENTE LLENO DE SED IMENTOS , DANDO UN ASPECTO S IM IL AR A UNA PL ATAFORMA CONT INENTAL D.- PL ATAFORMA CONT INENTAL S IN CUENCA FRONTAL Y ESCASO DES ARROLLO DEL PR ISMA DE ACREC IÓN E. -ARCO SEDIMENTAR IO AMPL IAMENTE EMERGIDO CON UNA CUENCA DE ANTE-ARCO POCO PROFUNDA (E JEMPLO BAS ADO EN L A BAHÍA DE COOK, AL ASKA) .

La cuenca retroarco {retroarc basin) es la que queda entre el continente y el arco, o sea, entre el antepaís y el geoanticlinal. Es la precursora de la cuenca remanente o residual que será definida en el apartado siguiente y es realmente la parte que queda de la cuenca del margen pasivo originario sin haber sufrido ninguna deformación.

El término flysch ha sido utilizado con mucha frecuencia para denominar a los depósitos esencialmente turbidíticos formados en las etapas anteriores a la deformación de una cadena montañosa (cadena geosinclinal).

CUENCA DE RETROARCO

De acuerdo con lo descrito anteriormente los depósitos de flysch serían los más recientes de las cuencas de antearco y de la cuenca de retroarco, en ambos casos alimentados desde los nuevos relieves (arco volcánico).

Las cuencas intraarco, la activa con expansión y la inactiva (también llamada back-arc) se desarrollan sobre corteza oceánica (en el primer caso) y sobre corteza oceánica y/o corteza continental adelgazada (en el otro).

Se llama cuenca remanente a la cuenca que se extiende desde el continente hasta el frente activo formado por los nuevos relieves emergidos que se desplaza hacia el continente y que tiene una parte marina profunda en las proximidades del frente activo.

Cuencas de antepaís. Se llama cuenca de antepaís a la cuenca marina somera (o continental) que se individualiza entre la cadena montañosa ya formada y el continente.

CUENCAS REMANENTES

Son cuencas con sedimentación marina, con un sector subsidente profundo que se localiza al frente de una cadena montañosa en formación, y que constituyen el resto o parte "remanente" de la cuenca originaria.

Cuencas intracadena Durante el desplazamiento del frente activo que

forma la cadena montañosa (o cordillera) se pueden individualizar, dentro de ella, algu nas regiones subsidentes, a las que se les llama cuencas intracadena

Finalizada la etapa de colisión, y más concretamente los movi mientos horizontales (cabalgamientos) en el conjunto de la nueva cordillera pueden delimitarse áreas subsidentes rodeadas de montañas.

Estas áreas que quedan morfológicamente deprimidas con res pecto a las adyacentes se localizan las cuencas intramontañosas, también llamadas depresiones intramontañosas o depresiones postorogénicas, las cuales se alimentan de los materiales producto de la denudación de los relieves montañosos adyacentes

CUENCAS INTRAMONTAÑOSAS

Se llaman fallas transcurrentes (en general) a las grandes fallas con salto en dirección, mientras que se llaman fallas transformantes (un tipo particular) a las que cortan transversalmente a las dorsales o las zonas de subducción.

Las dimensiones de estas fallas son muy variables desde las grandes fallas transformantes que sirven de límite de placas y que afectan al toda la litosfera, a las fallas trans currentes que se sitúan dentro de una misma placa con movimiento de algunas decenas o centenas de metros.

22.2.5.- CUENCAS RELACIONADAS CON FALLAS TRANSCURRENTES Y

TRANSFORMANTES

Las cuencas sedimentarias relacionadas con las fallas transcurrentes son de dos tipos principales:

a.- las que se sitúa sobre un sistema de fallas (cuencas de disipación o releasing bend), incluyendo las que las que ubican en la terminación de una falla;

b.-las que se presentan (en plante) formas geométricas (cuadrados, rectángulos, rombos) que se denominan cuencas de separación.

Las cuencas de disipacion son surcos subsidentes que se alinean con las fallas transcurrentes en las que en lugar de tener un unico plano de falla hay una ramificacion y diversificacion.

Un ejemplo de cuenca de disipacion relacionada con accidentes transcurrentes es el Corredor de las Alpujarras, esta cuenca tiene unos 90 km de longitud y una anchura de 2 a 6 km, presenta un relleno sedimentario del Mioceno medio de mas de 1km de espesor.

CUENCAS DE DISIPACION

Las cuencas pull-apart; se originan como consecuencia de que entre dos fallas más o menos paralelas, que presentan un cierto enfrentamiento, se individualicen áreas en las que por efecto de una curva o un escalón de la traza principal de la falla transcurrente se produce un hueco, que tiende a rellenarse por sedimentos rápidamente, la apertura del hueco no es instan tánea sino que se prolonga durante un cierto tiempo, con una tasa de apertura de 1 a 10 cm/año

LAS CUENCAS PULL-APART

Son las cuencas sedimentarias localizadas dentro de una misma placa, en las que el substrato es de corteza oceánica y cuyos límites son dorsales y/o fosas. En unos casos la cuenca oceánica ocupa toda la placa desde la dorsal a la zona de subducción.

El depósito en las cuencas oceánicas es de materiales pelágicos con facies muy uniformes en regiones muy amplias. Las unidades litoestratigráficas son laminares o tabulares con terminaciones en cuña hacia el borde de la dorsal.

22.2.7.- CUENCAS OCEÁNICAS