Lithofacies cyclicity determination in the guaduas formation (Colombia) using Markov chains

Determinación de la ciclicidad de las facies en la formación Guaduas (Colombia) usando las cadenas de Markov

Se  utilizaron  los  procesos  estadísticos  de  las  cadenas  de  Markov  para  analizar  las  transiciones  de  facies  y  para  determinar  el  patrón  de  apilamiento  de  las  litofacies  de  la  formación  Guaduas.  Se  encontraron  y  caracterizaron  doce  litofacies  en  cuatro  secciones  estratigráficas  según  litología  y  estructuras  sedimentarias. Los  resultados  fueron  comparados  con  un  ensamblaje  anterior  de  litofacies,  interpretación  de  ambientes sedimentarios  y  sistemas  deposicionales. Como  resultado,  se  establecieron  cuatro  sistemas  deposicionales.  A través de los análisis estadísticos de las transiciones de la facies se encontró que la facies de marea son frecuentes en la sección de Socotá, más concretamente en la parte superior. Mientras que en las secciones de Sogamoso, Umbita y Peñas de Sutatausa, las facies fluviales son frecuentes en la parte superior de las secciones y siguen una secuencia regresiva con depósitos continentales hacia la parte superior de las secciones. Para cada una de estas secciones, las matrices de las cadenas de Markov presentan una fuerte interacción entre facies mareales y facies fluviales, especialmente en la matriz de Penas de Sutatausa, donde la facie 6, compuesta de depósitos mareales, aparece varias veces. A partir de los análisis de facies y de las cadenas de Markov, es evidente que la formación Guaduas es una secuencia cíclica  en  la  que  las  repeticiones  de  facies  de  Markov  son  consistentes  con  el  análisis  de  litofacies  en  estudios  estratigráficos anteriores. Los resultados revelan que el proceso estadístico de las cadenas de Markov se puede utilizarse para predecir la estratigrafía y para correlacionar áreas contiguas  y geológicamente inexploradas en la formación Guaduas, donde aún hay mucho trabajo que hacer en la correlación y la continuidad de los yacimientos de carbón.

INTRODUCCIÓN

La formación Guaduas es la principal fuente de carbón térmico y coquizable para el centro de Colombia y se encuentra en la Cordillera Oriental de los Andes. Según algunos autores, los patrones cíclicos encontrados en esta formación permiten el uso de métodos estadísticos. Sarmiento (1994) identificó la repetición de ambientes transicionales durante la transición entre la invasión marina del Cretácico y el Terciario temprano con sus depósitos transicionales, y en 2010 Amaya et al. (2010) encontraron una composición fangosa prevalente con algunas areniscas (guias) y lechos de carbón claves, en los cuales dichos lechos de carbón se intercalan con fangolitas y areniscas en un patrón que comienza con depósitos mareales, seguido por depósitos costeros (como lagunas) y por último depósitos fluviales. Los análisis estadísticos de las cadenas de Markov han sido utilizados por varios autores para diferenciar los procesos geológicos y construir modelos de facies basados en la frecuencia de las transiciones (Harper, 1984) y también pueden utilizarse para determinar qué litofacies se encuentran generalmente por encima o por debajo de otras litofacies. Cada litofacies tiene un número asignado según su descripción de facies (Miall, 1992).