En un reciente trabajo publicado en la reconocida American Association of Petroleum Geologist Bulletin (AAPG Bulletin) por un conjunto de investigadorxs del IDEAN, CETMIC e Y-TEC se analizan y discuten los procesos sedimentarios primarios (depositacionales) y post-depositacionales que controlan la preservación de la materia orgánica en sistemas tipo shale. Este trabajo se enfoca en un nivel rico en materia orgánica que pertenece al intervalo basal del Miembro Agua de la Mula (Hauteriviano superior de la Formación Agrio) en la localidad de Loma La Torre y corresponde al cortejo transgresivo a través del cual se inicia la unidad.

Perfil sedimentológico del intervalo basal del Miembro Agua de la Mula en la localidad de Loma La Torre. Se ubica la posición del nivel de estudio (AM-LT-2).

La integración de diferentes técnicas, microscopia óptica y electrónica de barrido (SEM), análisis mineralógicos por medio de difracción de rayos X, geoquímica de elementos y orgánica como así también por microtomografía de rayos X, permitió hacer un estudio muy detallado y discutir los controles en la preservación de la materia orgánica en relación con los procesos de sedimentación y las condiciones de oxigenación, entre otros aspectos.

El alto contenido de carbono orgánico total (TOC= 16%), la presencia de pirita framboidal y fluorapatita autigénica además de una alta concentración de elementos redox-sensitivos (ej. Mo, U, V) permitiría especular con un ambiente en donde dominaron las condiciones anóxicas. Sin embargo, el desarrollo de estructuras tractivas (superficies de micro-erosion y retrabajo de pellets fecales), el reemplazo de pirita por marcasita y trazas fósiles representadas por tubos simples atribuibles a Planolites isp.  demuestran que la mayor parte del tiempo tanto el sustrato marino como la zona por encima de la interfaz sedimento-agua estuvieron sujetas a condiciones óxicas-disóxicas.

(A) Fotografía de lámina delgada donde se aprecia el apilamiento de finas capas (bed 1 y bed 2) y lentes (b) empobrecidos en materia orgánica producto de bioturbación. (B) Detalle bajo microscopio óptico. Notar que internamente las capas esta compuestas por láminas muy finas (< 1 mm) de diferente composición.

Los resultados a partir de la obtención de imágenes SEM de alta resolución (Ar-ion milled) documentan que gran parte del sedimento de grano fino (< 62.5 µm) típico de los sistemas shales se encuentra reunido en agregados de granos. Para el caso de estudio son notables los pellets de origen fecal los cuales muestran un predominio de microfósiles de composición carbonática y fases terrígenas. Los filamentos orgánicos son consistentes con el tipo de querógeno tipo II (algal/bacterial) identificado a partir de los resultados de la pirólisis y de acuerdo a sus características texturales se interpreta como vinculado a productividad orgánica y a la ocurrencia de matas microbianas.

Imágenes SEM de alta resolución. (A) Matriz orgánica dominada por microfósiles calcáreos con diferentes grados de preservación y en parte organizados en pellets (p) fecales. (C) Detalle de framboides de pirita (py), marcasita (ma) y rasgos de compactación primaria. Materia orgánica (om) representada por filamentos alargados de posible origen microbiano/algal.

La tomografía de rayos X se considera como una técnica de rutina en el estudio de intervalos reservorios no-convencionales tipo shale. Este trabajo demuestra que el uso de la misma sin un control detallado a partir de la integración con otras técnicas puede no ser del todo representativa al momento de evaluar las características composicionales, el ordenamiento interno (ej. laminas, capas) como así también la preservación de los componentes orgánicos. La reconstrucción 3D de un volumen de roca de unos 4800 mm³ permitió visualizar la bioturbación, la distribución de pellets carbonaticos como así también la laminas con mayor contenido orgánico y por lo tanto sumamente útil para tener una compresión más general de este tipo de reservorios.  La integración detalla a través de múltiples técnicas permitió obtener conclusiones relevantes a la hora de evaluar este tipo de resultados.

Microtomografía de rayos X. (C) Visualización 3-D donde se puede observar la distribución interna de la materia orgánica y calcita (espectro verde), calcita (espectro violeta) y fases minerales silicáticas y no-silicáticas. Las tres fases se muestran de manera separa en las imágenes D, E, y F, respectivamente.

Para mayor información se remite al lector al trabajo completo:

2020. Comerio, D.E. Fernández, N. Rendtorff, M. Cipollone, P.E. Zalba, and P.J. Pazos 2020. Depositional and postdepositional processes of an oil-shale analog at the microstructure scale: The Lower Cretaceous Agrio Formation, Neuquén Basin, northern Patagonia. AAPG Bulletin, v. 104, p. 1679–1705. DOI:10.1306/04082017419.