Estudio morfodinámico y de las secuencias sismoestratigráficas cuaternarias de la plataforma marina adyacente al estuario de Bahía Blanca

Abstract

El objetivo de la presente Tesis es el estudio geológico del fondo y subsuelo marino en un área que involucra el sector de entrada al estuario de Bahía Blanca (Argentina) y a la Plataforma Continental adyacente. Este, incluye el análisis sismoestratigráfico de las unidades sedimentarias cuaternarias y la determinación de los rasgos geomorfológicos y sedimentológicos regionales. Estos últimos, en conjunción con datos hidrodinámicos, posibilitan definir las condiciones hidrosedimentológicas actuales de la zona de estudio. Para ello, se realizaron relevamientos sismoacústicos con sonar de barrido lateral, perfilador sísmico de alta resolución (3,5 kHz) y sistema batimétrico multihaz, y se recolectaron muestras sedimentarias de fondo. Así, se determinaron rasgos relícticos cuaternarios constituidos por dos terrazas, una de las cuales se presenta a 12-14 m y la otra a 18-22 m de profundidad. Sus escarpas, con elevadas pendientes (45°-60°), se orientan aproximadamente paralelas a la línea de costa actual. Asociada a ellas, se desarrollan plataformas de abrasión con estructuras relícticas irregulares y mesetiformes, de hasta 4 m de alto, junto con grandes bloques rocosos. Sobre las mismas, el sedimento predominante es arena y grava, donde el material psefítico se compone de cuarcita, limolita, arenisca y restos biogénicos. Estos rasgos constituyen antiguas líneas de costa, originadas en un ambiente de alta energía de ola, correspondiente a breves períodos de estabilización del nivel del mar durante la etapa final de la transgresión marina posglacial (Pleistoceno tardío-Holoceno temprano). El análisis sismoestratigráfico estableció cuatro secuencias sísmicas que conforman el subsuelo marino. Las unidades S1 (Formación Arroyo Chasicó, Mioceno tardío) y S2 (Formación Pampiano, Plio-Pleistoceno) constituyen el basamento sísmico regional. Hacia arriba, la secuencia S3 (Pleistoceno tardío- Holoceno temprano), se subdivide en S3a y S3b. La primera, presenta estructuras de paleocanales vinculadas a la antigua cuenca hídrica del río Napostá Chico. En tanto, S3b se asocia al paleoambiente fluvio-deltaico de la cuenca del río Colorado. En esta, se ha determinado un gran reservorio gasífero somero (shallow gas). Por último, se encuentra la secuencia S4, la cual se halla representada por S4a, con facies de planicies de marea vinculadas al evento transgresivo-regresivo (Holoceno medio-tardío), y S4b correspondiente a la capa del sedimento movilizado como carga de fondo (Holoceno tardío al presente). Dunas asimétricas (0,5 m< altura <4 m, 5 m< longitud de onda <200 m), lineaciones sedimentarias (longitud >300 m) y marcas de cometa, se originan en equilibrio con las condiciones hidrosedimentológicas dominantes. Las dunas se constituyen, mayormente, por arena fina, moderadamente a bien seleccionada. En cambio, las lineaciones sedimentarias y marcas de cometa se generan por arena muy fina, bien seleccionada. La disponibilidad de sedimento movilizado como carga de fondo es el factor determinante para la formación de las variadas geoformas. Así, lineaciones sedimentarias y marcas de cometa se generan con un espesor de sedimento móvil 0,5 m, mientras que las lineaciones sedimentarias con dunas con valores entre 0,5 m y 1 m. En tanto, con espesores mayores a 1 m se desarrollan dunas medianas a muy grandes. La dominancia de una elevada corriente de reflujo (> 1,1 m/s) se refleja a través de las características que adquieren las formas de fondo, las cuales evidencian una dinámica sedimentaria hacia el exterior del estuario y definen que la principal vía de migración del sedimento se establece a lo largo de todo el sector sur del área de estudio. Este sedimento constituye la fuente de suministro de los bancos de arena que conforman el gran delta de reflujo desarrollado sobre la Plataforma Continental en la zona adyacente al sistema estuarial de Bahía Blanca.

The purpose of this Thesis is the geological study of the seabead and subbottom in an area that involves the entrance sector of the Bahía Blanca estuary (Argentina) and the adjacent Continental Shelf. This includes the seismostratigraphic analysis of the Quaternary sedimentary units and the determination of the regional geomorphological and sedimentological features. These, together with hydrodynamic data, make it possible to define the current hydrosedimentological conditions in the study area. To this end, seismoacoustic surveys were carried out with side-scan sonar, high-resolution seismic profiler (3.5 kHz) and multibeam bathymetric system, and bottom sedimentary samples were collected. Thus, Quaternary relict features consisting of two terraces, one of which is presented at 12-14 m deep and the other at 18-22 m deep. Its escarpments, with high slopes (45°-60°), are oriented approximately parallel to the current coastline. Associated with them, abrasion platforms develop with irregular and plateau-like relict structures, up to 4 m high, along with large rock blocks. Above them, the predominant sediment is sand and gravel, where the psephytic material is composed of quartzite, siltstone, sandstone and biogenic remains. These features constitute ancient coastlines, originating in a high wave energy environment, corresponding to brief periods of sea level stabilization during the final stage of the postglacial marine transgression (late Pleistocene-early Holocene). The seismostratigraphic analysis established four seismic sequences that form the marine subbottom. Units S1 (Arroyo Chasicó Formation, late Miocene) and S2 (Pampiano Formation, Plio-Pleistocene) constitute the regional seismic basement. Upwards, sequence S3 (late Pleistocene-early Holocene), is subdivided into S3a and S3b. The first presents paleochannel structures linked to the ancient hydric basin of the Napostá Chico river. Meanwhile, S3b is associated with the fluvio-deltaic paleoenvironment of the Colorado River basin. In this, a large shallow gas reservoir has been determined. Finally, there is sequence S4, which is represented by S4a, with tidal flat facies linked to the transgressive-regressive process (middle-late Holocene), and S4b corresponding to the layer of sediment mobilized as bed load (late Holocene to present). Asymmetric dunes (0.5 m < height < 4 m, 5 m < wavelength < 200 m), sand ribbons (length > 300 m) and comet marks originated in equilibrium with the dominant present-day hydro-sedimentological conditions. Dunes are constituted mainly by moderately to well-selected fine sand. Meanwhile, sand ribbons and comet marks are originated by very well-selected very find sand. The availability of sandy material mobilized as bedload is the determining factor for the formation of the varied bedforms. Thus, sand ribbons and comet marks are generated with mobile sediment thicknesses ≤ 0.5 m. Sand ribbons with dunes are formed with values ​​between 0.5 m and 1 m. Meanwhile, with thicknesses greater than 1 m, medium to very large dunes develop. The dominance of a high ebb current (> 1.1 m/s) is reflected through the characteristics acquired by the bedforms, which show sedimentary dynamics towards the outside of the estuary and define that the main sediment migration route is established along the entire southern sector of the study area. This sediment constitutes the supply source for the sandy shoals that are part of the large ebb delta developed on the Continental Shelf in the area adjacent to the Bahía Blanca estuarine system.