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Cuenca del norte de Alemania

La cuenca del norte de Alemania, ubicada en Europa occidental, está representada por la región verde definida por el USGS. La Cuenca del Norte de Alemania es una cuenca de rift ...

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La cuenca del norte de Alemania, ubicada en Europa occidental, está representada por la región verde definida por el USGS.

La Cuenca del Norte de Alemania es una cuenca de rift pasivo-activa ubicada en Europa central y occidental, situada en las porciones más sudeste del Mar del Norte y el suroeste del Mar Báltico , y que abarca partes terrestres del norte de Alemania, los Países Bajos y Polonia. [ 1 ] La Cuenca del Norte de Alemania es una subcuenca de la Cuenca del Pérmico Meridional, que comprende un conjunto de cuencas intracontinentales compuestas por sedimentos del Pérmico al Cenozoico, que se han acumulado hasta alcanzar espesores de alrededor de 10 a 12 kilómetros (6 a 7,5 millas) . [ 2 ] [ 3 ] La compleja evolución de la cuenca tiene lugar desde el Pérmico hasta el Cenozoico y está influenciada en gran medida por múltiples etapas de rifting, subsidencia y eventos tectónicos salinos. La Cuenca del Norte de Alemania también alberga una cantidad significativa de los recursos de gas natural de Europa Occidental, incluido uno de los yacimientos de gas natural más grandes del mundo, el campo de gas de Groningen. [ 4 ] 

Evolución tectónica regional

La evolución tectónica regional de la Cuenca del Norte de Alemania coincide con la evolución de la Cuenca del Pérmico Meridional , la cuenca que se extiende por Europa central y occidental. Desde finales del Neoproterozoico hasta el Carbonífero , Europa experimentó la Orogenia Caledoniana y la Orogenia Varisca . Estos eventos de acreción cortical produjeron la litosfera regional actual, y para cuando se produjo el colapso postorogénico de la Orogenia Varisca, el supercontinente Pangea se había formado por completo. [ 5 ] Después de la formación de Pangea, gran parte de la región sufrió inestabilidad cortical y, por lo tanto, desarrolló la extensa provincia magmática Permo-Carbonífera . [ 6 ] Este magmatismo condujo a la extrusión de abundantes sucesiones volcánicas como la Cuenca del Noreste de Alemania, la Cuenca del Noroeste de Polonia y el Rift de Oslo , al tiempo que causó la formación de 70 cuencas de rift en toda la Cuenca Pérmica. [ 5 ] El magmatismo más evolucionado y voluminoso de la región ocurrió dentro de la Cuenca del Norte de Alemania, que data de 297-302 Ma. [ 7 ]

Evolución de la cuenca

Fractura inicial

La iniciación de la Cuenca del Norte de Alemania tuvo lugar en el Carbonífero Tardío , aproximadamente 295-285 Ma (millones de años atrás), en asociación con el colapso de la Orogenia Varisca debido a la tectónica de cizallamiento en la corteza sobreengrosada en el antepaís norte de la Orogenia Varisca. [ 8 ] [ 9 ] [ 10 ] La iniciación formada por rifting y cizallamiento cortical además de enormes cantidades de vulcanismo (>40 000  km 3 ) y magmatismo , solo puede ser datada de forma aproximada debido a la extensa (>250 Ma) subsidencia polifásica de la región. [ 2 ] El método de datación más evidente se ha realizado utilizando edades de circones SHRIMP (microsonda iónica sensible de alta resolución), lo que permite datar los sedimentos producidos durante el estallido magmático durante el Pérmico. [ 7 ] La tectónica de cizallamiento, la inflación magmática y la erosión de la litosfera del manto tuvieron lugar, lo que provocó un levantamiento regional que permitió un aumento de la erosión cortical. [ 10 ]

Fase principal de subsidencia

Veinte millones de años después de la formación de la fosa tectónica, la Cuenca del Norte de Alemania experimentó una rápida acumulación de sedimentos, > 2700 m (8900 pies) de estratos desde la Unidad Rotliegend Superior hasta la Unidad Bunter, experimentando así una subsidencia térmica máxima desde el Pérmico Tardío hasta el Triásico Medio . [ 2 ] [ 11 ] Este rápido enterramiento de sedimentos provocó tasas de subsidencia de 220 m por millón de años debido al drástico aumento de la carga cortical. [ 11 ] Otra influencia importante de esta subsidencia se debe a la relajación térmica de la inflación magmática litosférica, lo que permite que la cuenca se profundice con la acumulación de sedimentos.  

Fracturación secundaria

Durante el Triásico-Jurásico Temprano, entre 252 y 200 Ma, se produjo una fase de nuevos eventos de rifting de norte a sur debido a la ruptura del supercontinente Pangea, que causó una extensión hacia el este a través de la Cuenca del Norte de Alemania. Estas extensiones en la corteza crearon los grabens del Triásico, como el Graben de Gluckstadt, e iniciaron la tectónica de sal observada en la región. [ 2 ] Este evento de rifting fue seguido por otra fase de subsidencia debido a la carga sedimentaria y la relajación térmica litosférica.

Domo

Durante el Jurásico Medio-Superior, el centro del Mar del Norte experimentó un abombamiento reconocido por la discordancia erosiva del Jurásico Medio , la erosión de > 1000 m (3300 pies) de estratos del Triásico Superior y Jurásico Inferior. [ 12 ] El domo se elevó sobre el nivel del mar durante el Jurásico Medio y comenzó a desinflarse debido a la formación de rifts en el Jurásico Superior. [ 13 ] Aunque el mecanismo que formó el Domo de Rift del Mar del Norte no se comprende del todo bien, el desarrollo del domo parece ser consistente con un modelo de rift activo con una cabeza de pluma de base ancha ( 1250 km o 780 millas de diámetro) que influyó en la formación de rifts del Jurásico Superior. [ 14 ]    

Rift terciario

En el Jurásico Superior, el tercer evento de rifting tuvo lugar como respuesta al evento de abombamiento del Mar del Norte. La formación de fallas extensionales y rifting a gran escala comenzó aproximadamente entre 157 y 155 millones de años atrás, lo que permitió que las evaporitas de Zechstein formaran un desprendimiento entre las rocas del basamento y la estratigrafía superior, influyendo en gran medida en la formación de gas natural y petróleo observada en toda la Cuenca del Norte de Alemania. Las lutitas ricas en materia orgánica de la Formación Arcilla de Kimmeridge son la fuente de la mayor parte de los hidrocarburos de la Cuenca del Norte de Alemania, cuya migración ascendente se vio restringida por la sal de Zechstein.

Inversión

En el Cretácico Superior, tuvo lugar una fase significativa de inversión debido a la reactivación de fallas de deslizamiento lateral en el basamento. [ 12 ] La inversión de la región respondió significativamente a la orientación de la compresión, de modo que fallas como el Sistema de Fallas del Elba EW se invirtieron 3–4 km (1,9–2,5 mi) mientras que los Grabens NS no experimentaron un levantamiento significativo. [ 2 ]  

Hundimiento final

Durante el Cenozoico, se produjo la última fase de subsidencia. Durante el Oligoceno al Mioceno, muchas de las fallas del basamento se reactivaron por fallas de desgarre durante la inversión del Cretácico Superior. La reactivación de estas fallas del basamento desencadenó una mayor halocinesis . [ 11 ] [ 12 ] Una ligera inversión debida a la tectónica salina permitió la presencia de pequeñas cantidades de depósitos del Mioceno y Plioceno, que posteriormente fueron enterrados por extensos depósitos deltaicos y glaciares durante el Cuaternario, lo que resultó en una rápida subsidencia. [ 1 ] [ 12 ]

Estratigrafía

Esta figura desglosa las unidades estratigráficas de la cuenca del norte de Alemania a lo largo del tiempo.

La historia deposicional de la Cuenca del Norte de Alemania está registrada en la secuencia estratigráfica de los sedimentos que la componen. La sedimentación polifásica de la cuenca se puede dividir en unidades estratigráficas, cada una con sus propias características distintivas. La cuenca sedimentaria se formó sobre el basamento cristalino del Paleozoico Inferior, durante la Orogenia Caledoniana, hace aproximadamente 420-400 Ma. [ 15 ]

era paleozoica

  • La unidad estratigráfica más baja, el Grupo Rotliegend Inferior , está compuesta de rocas volcánicas del Pérmico-Carbonífero, formadas principalmente por ignimbritas, riolitas y andesitas , con pequeñas cantidades de basaltos. [ 16 ] Estos sedimentos volcánicos tienen un espesor que varía entre 1600 y 2500 metros (5200 y 8200 pies) a lo largo de la cuenca, siendo más gruesos en el este, cerca del Lineamiento de Rheinsberg, y más delgados en el sur, cerca del Sistema de Fallas del Elba. [ 2 ] 
  • Los sedimentos depositados durante el Pérmico Inferior pertenecen al Grupo Rotliegend Superior, específicamente a la Formación Parchim, que se cree que se depositó entre 266 y 264 Ma. [ 2 ] [ 16 ] Estas areniscas y limolitas eólicas y fluviales tienen un espesor máximo de 900 m (3000 pies) . [ 2 ]  
  • En el Pérmico Superior, la Unidad Zechstein comenzó a acumularse sobre la Unidad Rotliegend alrededor de los 260 Ma. La Unidad Zechstein está compuesta por capas alternas de carbonatos y depósitos de evaporitas, como anhidrita y halita. [ 9 ] El espesor de la Zechstein es extremadamente diverso debido a la tectónica salina postdeposicional, aunque hay un aumento general del espesor en la región noroccidental de la Cuenca del Norte de Alemania. [ 9 ] [ 17 ]

Era Mesozoica

  • En el Triásico Inferior, la Unidad Bunter se depositó sobre la Unidad Zechstein. La Unidad Bunter está compuesta por estratos de arenisca roja con conglomerados y arcilla en menor proporción. El espesor original de la unidad se ha deformado debido a la tectónica salina, aunque es evidente que la sedimentación de la Unidad Bunter alcanzó el margen más septentrional de la Cuenca del Norte de Alemania, sobre el depocentro donde se habían acumulado 1400 m (4600 pies) de depósitos fluviales, lacustres y de lagos salinos de Bunter. [ 2 ]  
  • Durante el Triásico Medio, los carbonatos de Muschelkalk se acumularon hasta una profundidad de 100 m (330 pies) entre 240 y 230 millones de años. La abundancia de conchas de mejillón encontradas en las capas alternas de caliza y dolomita dio origen al nombre de la formación, Muschelkalk, que se traduce como "tiza de mejillón" en alemán.  
  • En el Triásico Medio-Superior, la Unidad Keuper , compuesta de dolomita, lutita y evaporitas, se acumuló hasta aproximadamente 1200 m (3900 pies) . [ 2 ] La Unidad Keuper se divide en tres grupos: el Keuper Superior, compuesto principalmente de dolomita gris y carbones impuros; el Hauptkeuper, compuesto principalmente de margas, yeso y dolomita; y, por último, el Kohlenkeuper, compuesto principalmente de arcillas y arenisca.  
  • En el Triásico Superior Tardío hasta el Jurásico Inferior, la Unidad Lias está compuesta por arenisca, lutita, caliza y arcilla. Esta unidad se depositó entre 200 y 180 Ma, aunque es particularmente difícil definir su espesor debido a un gran hiato que se produce por encima de ella. Esta pausa en la sedimentación, la Discordancia Cimmeriana Tardía, se extendió hasta el Cretácico Medio, aproximadamente 110 Ma. [ 18 ] [ 19 ]
  • En el Cretácico Inferior, la Formación Valhall aparece al final de la Discordancia Cimmeriana tardía. La Formación Valhall consiste principalmente en lutita, caliza y arenisca con un espesor de 10 a 40 metros (33 a 131 pies) . [ 2 ] [ 20 ] Esta Formación es seguida por la transgresión Cenomaniense, que tiene lugar durante el Cretácico Superior específicamente durante el Cenomaniense. Esta unidad está compuesta principalmente por caliza calcárea y margas acumuladas de 400 a 550 m (1310 a 1800 pies) de espesor. [ 2 ] [ 21 ] Hay otro hiato del Cretácico Superior que termina durante el comienzo del Eoceno.   

Era Cenozoica

  • Por último, durante el Cenozoico, específicamente durante el Eoceno y el Oligoceno, se formó la Unidad Chattiana hace aproximadamente 30 Ma. [ 22 ] Esta unidad está compuesta principalmente por capas alternas de arenisca y lutita. [ 2 ] Existe otro hiato entre la Unidad Chattiana y la Unidad Cuaternaria, que se depositó en los últimos 2 Ma. Esta Unidad está compuesta principalmente por sedimentos glaciares cuaternarios. [ 2 ] [ 23 ]

Recursos energéticos

La cuenca del norte de Alemania tiene una abundancia particular de gas natural . Estas grandes acumulaciones de hidrocarburos se han creado y agrupado mediante un único sistema petrolífero total (TPS) llamado TPS Carbonífero-Rotliegend. [ 4 ] Aproximadamente el 85% de toda la producción de gas ha sido de las areniscas eólicas del Grupo Rotliegend preservadas por la Unidad Zechstein, mientras que el 13% puede atribuirse a las areniscas fluviales del Triásico, también preservadas por la Unidad Zechstein pero debido a la migración de sal en lugar de estar ubicadas cronológicamente debajo de la Unidad Zechstein. [ 12 ] El campo de gas de Groningen está ubicado debajo de una región al noreste de los Países Bajos es la reserva más grande de la cuenca y también resulta ser uno de los campos de gas más grandes del mundo que contiene hasta 100 billones de pies cúbicos (2,8 × 10 ^ 12 m 3 ) de gas natural. La cuenca del norte de Alemania, junto con la cuenca anglo-holandesa y la provincia del graben del Mar del Norte, contienen la mayor parte de las reservas de petróleo y gas identificadas en toda Europa occidental.  

Referencias

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