una señal magnética de la distribución presente y pasada de los
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una señal magnética de la distribución presente y pasada de los
TOMO 2 - Geología Aplicada UNA SEÑAL MAGNÉTICA DE LA DISTRIBUCIÓN PRESENTE Y PASADA DE LOS HIDRATOS DE GAS EN EL MARGEN PERUANO. Marta E. Vega1, Robert J. Musgrave2 1 PALM Laboratory, School of Environmental and Life Sciences, The University of Newcastle, Callaghan, NSW 2308, Australia. [email protected] 2 Geological Survey of New South Wales, Department of Primary Industries, 516 High Street, Maitland, NSW 2320, Australia. [email protected] INTRODUCCIÓN Los hidratos de gas son sustancias cristalinas similares al hielo, con una estructura (“clatrato”) compuesta de moléculas de agua con gases atrapados en su interior, siendo el más común de ellos el metano. Estos son estables bajo condiciones especificas de P-T y adecuadas concentraciones de gas (Kvenvolden, 1993). Hidratos de gas, en sedimentos marinos, ocurren dentro de una zona restringida, conocida como la zona de estabilidad de los hidratos de gas (“Gas Hydrate Stability Zone”); la base de esta zona se reconoce por la presencia de un reflector sísmico, conocido como BSR (“Bottom Simulating Reflector”). El estudio directo de la distribución de los hidratos de gas es difícil debido a las particulares condiciones en las cuales ocurren y porque, además, se disocian fácilmente durante la recuperación de los sondajes. Los hidratos de gas son identificados normalmente por evidencias indirectas ya sea desde sondajes o de datos geofísicos. Si bien, la base de la zona de estabilidad de los hidratos es definida a través de datos sísmicos, la distribución y concentración de los hidratos de gas por sobre BSR está basada, usualmente, sobre evidencias alternativas de disociación de los hidratos en sondajes, como refrescamiento del agua de poros. La petrofísica magnética también ha mostrado ser una técnica efectiva en la detección de hidratos de gas (Housen y Musgrave, 1996; Musgrave et al., 2006). Esta técnica tiene la capacidad de detectar sulfuros de fierro (greigita y pirrotita) incluso si estos se encuentran en muy bajas proporciones. Estudios magnéticos y microbiológicos en sondajes del “Ocean Drilling Program” han mostrado que existe una estrecha relación entre la diagénesis del fierro y la actividad bacterial en 153 XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO sedimentos marinos profundos, particularmente donde tal actividad es estimulada por la presencia de hidratos de gas. Housen y Musgrave (1996), definieron DJH como un índice, el cual está relacionado a la composición y el tamaño del grano de la población ferrimagnética (magnetita, greigita y pirrotita monoclínica), pero a su vez es independiente de la concentración de ellos. Los objetivos de este estudio fueron caracterizar, a través de estudios petrofísicos, la concentración de hidratos de gas en sitios del margen peruano; además, comparar esto con otras evidencias de hidratos y con el perfil vertical de la actividad bacterial. Asimismo, investigar si está presente en el margen del Perú alguna evidencia para la migración post-glacial de la base de estabilidad de los hidratos, que sea ésta comparable a lo que se ha observado en “Cascadia margin”. HIDRATOS DE GAS EN EL MARGEN PERUANO. Hidratos de gas fueron recuperados en dos cruceros del Ocean Drilling Program (ODP) llevados a cabo en el margen Peruano: Leg 112, Sitio 688 (Suess et al., 1988) y Leg 201, Sitio 1230 (Shipboard Scientific Party, Leg 201, 2003). Perfiles de DJH de los sitios estudiados en el margen del Perú, muestran que DJH incrementa gradualmente en profundidad, a través de gran parte de la zona de estabilidad de los hidratos de gas. Este incremento coincide con zonas donde los sedimentos presentan una mayor porosidad y donde los estudios microbiológicos detectaron una mayor actividad bacterial. Así mismo, intervalos con altos valores de DJH correlacionan bien con los intervalos donde hidratos de gas fueron recuperados y donde valores de cloruro decrecen (Fig. 1). Por debajo de una profundidad de ~200m (Sitio 1230) y ~300m (Sitio 688), DJH decrece hasta una profundidad a la cual BSR fue detectada por reflexión sísmica en el Sitio 688 (Fig. 2). Este decrecimiento coincide con el abrupto decrecimiento en la población bacterial, el cual también ha sido considerado como una evidencia para la detección de hidratos (Shipboard Scientific Party, Leg 201, 2003). 154 TOMO 2 - Geología Aplicada Fig. 1.- Perfiles comparativos Leg 201, Sitio 1230. HGR= Hidrato de gas recuperado; mdso= metros debajo del suelo oceánico. Linea de puntos indica hiatus litoestratigráfico. Fig. 2.- Perfil DJH versus Profundidad, Sitio 688. “Bottom simulating reflector” (BSR) detectado a 478 m debajo del suelo oceánico. Base de estabilidad hidratos de gas (BEHG) en linea gruesa punteada. Linea punteada fina indica hiatus litoestratigráfico y cambio en porosidad de los sedimentos. HGR= Hidrato de gas recuperado A la profundidad del BSR (Sitio 688), DJH incrementa, aunque el patrón aquí no es tan claro como se podría esperar de acuerdo a los observados en otros lugares (Sitio 892, en margen de Vancouver) y lo que se conoce sobre la actual distribución de los hidratos de gas. En cambio, el perfil del Sitio 688 muestra un incremento de los valores de DJH por debajo del BSR y un marcado 155 XI CONGRESO GEOLOGICO CHILENO decrecimiento a una profundidad que varia entre 50 - 60m de éste; los valores de DJH incrementan luego, gradualmente, en profundidad. Un patrón similar se observó en “Vancouver margin” (Sitio 889) (Housen y Musgrave, 1996) y “Cascadia margin” (Sitio 1244) (Musgrave et al, 2006) (Fig. 3), en estos lugares se interpretó como una base glacial de la zona de estabilidad de los hidratos de gas, marcada en lugares del Leg 204 por un débil reflector sísmico (“Fosil” o “doble” BSR). En el margen peruano esta característica la interpretamos de forma similar a como se ha interpretado en “Vancouver margin” y “Cascadia margin”. Fig. 3.- Perfiles comparativos de DJH. Zona en gris indica zonas de gas libre. REFERENCIAS Kvenvolden, K.A. 1993. Gas hydrates - geological perspective and global change. Reviews of Geophysics, Vol. 31, No. 2, p. 173-187. Housen, B.A; Musgrave R.J. 1996. Rock-magnetic signature of gas hydrates in accretionary prism sediments. Earth and Planetary Science Letters, Vol. 139, p. 509-519. Musgrave, R.J.; Bangs, N.L.; Larrasoaña, J.C.; Gràcia, E.; Hollamby, J.A.; Vega, M.E. 2006. Rise of the base of gas hydrate zone since the last glacial recorded by rock magnetism. Geology, Vol. 34, p. 117-120. Shipboard Scientific Party, 2003. Site 1230. In D’Hondt, S.L., Jørgensen, B.B., Miller, D.J., (eds), Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports,. Vol. 201, p. 1–107. Suess, E.; von Huene, R. 1988. Proceedings of the Ocean Drilling Program, Initial Reports, Vol. 112, p. 1- 738. 156