Las cuencas sinorogénicas como registro de la evolución del Orógeno cubano: implicaciones para la exploración de hidrocarburos

[spa] Las cuencas sinorogenicas de Cuba se desarrollaron como consecuencia de la convergencia entre las placas del Caribe y Norteamericana. Dicha convergencia evoluciono desde un contexto de subduccion-acrecion durante el Cretacico tardio hasta un contexto de acrecion-colision durante el Paleogeno, y finalizo con la sutura del Orogeno Cubano a la Placa Norteamericana. En la evolucion de las cuencas se distinguen dos estadios sinorogenicos y uno post-orogenico. Los estadios sinorogenicos estan relacionados con la subduccion-acrecion del terreno Caribeana, que subdujo bajo el Arco Volcanico Caribeno quedando parcialmente acrecionado a este durante el Campaniense Superior y el Maastrichtiense, y con la colision entre el arco y el margen continental norteamericano durante el Paleogeno. El estadio post-orogenico se inicio diacronicamente durante el Eoceno, siendo mas joven hacia el Este. El analisis tectonoestratigrafico de las cuencas constituye, conjuntamente con el estudio del magmatismo y del metamorfismo, una de las principales herramientas para definir la evolucion del Orogeno Cubano. En Cuba hemos diferenciado cuencas contraccionales, extensionales y de desgarre que se originaron sincronicamente. Las cuencas contraccionales se desarrollaron en la parte norte del orogeno y pueden interpretarse como un sistema de cuencas de antepais que incluye cuencas transportadas y de antefosa. Las cuencas transportadas evolucionaron desde un contexto de antearco (Arco Volcanico Caribeno) en el Cretacico tardio hasta un contexto de colision durante el Paleogeno. Las cuencas de antefosa se desarrollaron hacia el norte del cinturon orogenico como resultado de la flexion litosferica asociada al peso del orogeno. La sedimentacion sinorogenica en las cuencas contraccionales comenzo durante el Cretacico tardio (Campaniense) y finalizo despues del Eoceno Inferior en Cuba occidental, del Eoceno Medio en Cuba central, y del Eoceno Superior en Cuba oriental. Esta se produjo principalmente en medios marinos e incluye secuencia olistostromicas y flyschoides que registran la evolucion de la convergencia. Por otra parte, las cuencas extensionales estuvieron relacionadas con la apertura de la cuenca de Yucatan y se formaron en la parte sur del orogeno durante el Paleogeno. Estas cuencas evolucionaron inicialmente como cuencas de intra-arco y luego fueron incorporadas al orogeno como cuencas intramontanas. La sedimentacion sinorogenica en las cuencas extensionales se produjo en ambientes marinos profundos e incluye series turbiditicas derivadas de la erosion de rocas volcanicas y metamorficas. Finalmente, las cuencas de desgarre pueden interpretarse como cuencas poligeneticas asociadas a corredores tectonicos que son oblicuos al orogeno. El relleno sedimentario sinorogenico de las cuencas de desgarre indica altas tasas de subsidencia e incluye series olistostromicas y turbiditicas que presentan grandes cambios laterales de facies y de espesores. La formacion coetanea de todos estos tipos de cuencas sugiere que diversos regimenes tectonicos (de compresion, de extension y de desgarre) se produjeron durante la formacion del Orogeno Cubano. Este hecho explica varias particularidades estructurales y evolutivas del orogeno, entre ellas la diferenciacion de dominios estructurales, la particion de la deformacion, y la segmentacion del orogeno en bloques que evolucionaron de manera independiente. Tomando como referencia las cuencas de Cuba central (bloque de Las Villas), se ha logrado distinguir diferentes estilos estructurales en el Orogeno Cubano. Se reconocen tres dominios estructurales diferentes: (1) el Cinturon de Complejos Metamorficos, (2) la Zona Axial, y (3) el Cinturon de Deformacion del Norte. La evolucion estructural del Cinturon de Complejos Metamorficos incluye una fase compresional desarrollada durante el Cretacico tardio que es seguida por una fase extensional durante el Paleogeno. La compresion dio lugar a la formacion de un prisma de acrecion que fue parcialmente subducido, y la extension produjo su exhumacion en contextos de ante-arco e intra-arco. La Zona Axial fue intensamente deformada y acortada desde el Cretacico tardio hasta el Eoceno. La compresion se produjo en una fase inicial y a continuacion tuvo lugar una deformacion transpresiva durante el Eoceno Medio. El Cinturon de Deformacion del Norte consiste en un sistema imbricado que se formo desde el Paleoceno hasta el Eoceno Medio. Los pliegues y las fallas se produjeron siguiendo una secuencia normal, con el transporte tectonico dirigido hacia el NNE. Algunas estructuras SO–NE son coetaneas con el sistema imbricado que se extiende en direccion NO–SE, formandose corredores tectonicos y/o fallas de transferencia que facilitaron un regimen de particion de la deformacion mientras se producia la colision. La sincronia de la compresion en el norte con la extension en el sur es coherente con la apertura de la cuenca de Yucatan. La evolucion desde regimenes de compresion-extension hasta regimenes de transpresion esta en consonancia con el aumento de la oblicuidad de la colision entre las placas del Caribe y Norteamericana. Particularmente, la zona de fallas La Trocha ha actuado como una zona de transferencia siniestra que separa los bloques de Las Villas y Camaguey en Cuba central. Las estructuras que conforman dicha zona de fallas (fallas La Trocha, Zaza-Tuinicu, Cristales y Taguasco) son consistentes con la rotacion en sentido horario de la convergencia y del acortamiento en Cuba central. Desde el Paleoceno hasta el Eoceno Inferior, un acortamiento en direccion SSO–NNE produjo transtension en la falla La Trocha y transpresion en la falla Zaza-Tuinicu. Posteriormente, durante el Eoceno Medio, el acortamiento roto hacia una direccion SO–NE, dando como resultado una componente normal en la falla La Trocha y transpresion en las fallas Zaza-Tuinicu y Cristales. A partir del Eoceno Superior Cuba central ha estado soldada a la Placa Norteamericana. La deformacion post-soldadura ha producido transtension en las fallas La Trocha y Taguasco, y es consistente con un acortamiento en direccion OSO–ENE que refleja la actividad del limite transformante de Caiman. La cinematica de las placas y la evolucion estructural de la zona de fallas La Trocha indican que la Cuenca Central es una cuenca de desgarre poligenetica y que la formacion de este sistema (es decir, zona de fallas – cuenca de desgarre) fue una consecuencia de la colision oblicua que ocurrio durante el Paleogeno entre el Arco Volcanico del Caribe y el margen de las Bahamas (Placa Norteamericana). La formacion de los principales corredores tectonicos cubanos fue coetanea con la orogenia, lo que conllevo a la segmentacion del orogeno en una serie de bloques estructurales que evolucionaron de manera independiente. La edad y evolucion de la deformacion sugieren que dichos corredores actuaron como importantes limites tectonicos y que evolucionaron en correspondencia con la rotacion de la convergencia entre las placas. La segmentacion del orogeno esta tambien soportada por la sedimentacion sinorogenica, que abarca intervalos de tiempo diferentes en cada bloque, lo que sugiere que la soldadura del orogeno a la Placa Norteamericana se produjo en una secuencia O–E (mas joven hacia el Este). La segmentacion del Orogeno Cubano y la evolucion diferenciada de sus partes sugieren que el Caribe noroccidental evoluciono como un sistema de microplacas durante su transferencia desde la Placa del Caribe hasta la Placa Norteamericana. Asimismo, se sugiere que el limite de placas activo migro en direccion Este durante la convergencia. A partir del analisis tectonoestratigrafico de las cuencas sinorogenicas, y de sus implicaciones estructurales y tectonicas, se ha podido establecer una serie de criterios y/o recomendaciones para la exploracion de hidrocarburos en Cuba. En este sentido, se sugiere que las caracteristicas de los sistemas petroleros cubanos estan fuertemente controladas por la estructura del orogeno. Se han diferenciado tres sistemas de plays principales; los cuales estan asociados al cinturon plegado cubano, a las estructuras de desgarre principales, y al sistema de antepais respectivamente. Se sugiere que los yacimientos por descubrir en los sistemas de plays asociados al cinturon plegado y a las estructuras de desgarre pueden contener crudos de cualquier calidad en funcion de las caracteristicas primarias y la madurez de la roca madre, del tipo y magnitud de la migracion, de la superposicion o no de distintos sistemas petroleros, y/o de la ocurrencia de procesos secundarios. Asimismo, se estima que dichos yacimientos seran mayoritariamente pequenos en cuanto al volumen de sus reservas y estaran vinculados a trampas de tipo estructural; duplex, zonas triangulares y retrocabalgamientos en el sistema de plays del cinturon plegado, y a anticlinales fallados, estructuras en flor y sellos contra falla en el sistema de plays asociado a estructuras de desgarre. En cambio, se sugiere que los yacimientos no descubiertos en el sistema de plays del antepais podran tener crudos de alta calidad y grandes volumenes de reservas. No obstante, se debe considerar que, aunque el sistema de plays asociado al antepais es actualmente el que mayor interes atrae por su valoracion de riesgo/recompensa, las caracteristicas geoquimicas y estructurales del Orogeno Cubano sugieren que las otras areas no deben ser descartadas.