Caracterización geoquímica y petrofísica de la formación la casita en afloramientos del noreste de México.

El objetivo contemplado en la tesis es la caracterización geoquímica (inorgánica y orgánica) y petrofísica de lutitas negras de la Formación La Casita (Kimmeridgiano – Tithoniano), en afloramientos del Noreste de México (Sierra Madre Oriental). Esta información ha permitido la construcción de un modelo de procedencia (roca fuente), ambiente tectónico, transporte y ambiente de depósito, así como también el establecer el potencial de generación y la porosidad de dichas rocas. El muestreo se realizó en tres localidades: (a) afloramiento en carretera Montemorelos – Rayones Km 18, (b) afloramiento en carretera Iturbide – Camarones Km 2 y (c) Ejido Potrero Prieto, Galeana. Las muestras han sido estudiadas por microscopía electrónica de barrido (SEM), lo que permitió reconocer una morfología planar y laminar de los clastos. En relación con la química inorgánica, se ha determinado la concentración de elementos mayores (ICP – OES) y traza (ICP-MS). El análisis de diagramas tipo Harker indica una asociación a minerales arcillosos (SiO2, Na2O y K2O). Mientras que los diagramas de discriminación permiten inferir que las lutitas proceden de una fuente granodiorítica, posiblemente relacionada al Bloque Coahuila, constituido por rocas con una afinidad de ambiente de arco continental. Así mismo, la geoquímica indica que las rocas se depositaron en un margen pasivo. La concentración de Ca, Mn y V indica un ambiente de depósito anóxico, lo cual favoreció la acumulación y preservación de materia orgánica. Por otra parte, se realizaron análisis experimentales de termogravimetría mostrando pérdidas de masa asociadas a: (a) volatilización de H2O, (b) descarbonatación y (c) volatilización de componentes orgánicos de bajo peso molecular. El análisis de geoquímica orgánica, mediante pirolisis Rock – Eval 2, indica que las muestras de la localidad carretera Montemorelos - Rayones N.L. y Potrero Prieto, Galeana son inmaduras térmicamente, mientras que la muestra de la localidad carretera Iturbide- Camarones se encuentra en la ventana de generación de aceite. Los resultados de carbono orgánico total (COT) señalan valores de bueno a excelente, pero con un potencial de generación muy bajo. Por último, se ha realizado análisis de petrofísica en núcleos de roca para obtener parámetros de porosidad y compresibilidad. Los resultados indican una disminución de porosidad a medida que aumenta la presión de confinamiento, sin embargo, existe un punto en donde la roca refleja aumento de porosidad. Este comportamiento se relaciona con el fracturamiento de la lutita. Los valores de porosidad oscilan entre 0.6 a 3.6%, a excepción de una muestra que presentó porosidades entre 8.9 – 35%, lo cual indica la heterogeneidad y fragilidad de las rocas de lutita en la región. Los núcleos presentan una compresibilidad entre 1x10-4 y 3x10-3 psi-1, la cual depende principalmente de la integridad de la roca. ABSTRACT The objective of this thesis is the geochemical (inorganic and organic) and petrophysical characterization of black shales of La Casita Formation (Kimmeridgian - Tithonian), in outcrops of Northeastern Mexico (Sierra Madre Oriental). We look for relevant information such as: source rock, tectonic environment, transport and deposit environment; as well as the hydrocarbon generation potential and porosity estimations. We sampled at three locations: a) from outcrop at 18 km of Montemorelos – Rayones road b) an outcrop at Potrero Prieto ejido, and (c) from outcrop at 2 km of Iturbide – Camarones road. These samples were subjected to scanning electron microscopy (SEM), and the results show flat and laminar clasts morphology. The study of inorganic chemistry focused to determine the major elements (ICP - OES) and trace (ICP - MS) concentrations. The analysis with Harker diagrams indicates an association with clay minerals (SiO2, Na2O and K2O). While the discrimination diagrams indicate that rock shales come from granodioritic sources, possibly related to the Coahuila Block, which present affinity to a continental arc environment; likewise, the results show that the rocks were deposited in a passive margin. The concentration of Ca, Mn and V indicates an anoxic deposition environment, which favored the accumulation and preservation of organic matter. On the other hand, the thermogravimetry study demonstrated mass losses associated to: (a) volatilization of H2O, (b) decomposition of carbonates and (c) volatilization of organic components with low molecular mass. The analysis of organic geochemistry using Rock - Eval 2 pyrolysis indicates that samples of Montemorelos – Rayones road and Potrero Prieto are thermally immature, while samples of Iturbide- Camarones Road is within the oil generation window. The results of total organic carbon (TOC) indicate good to excellent values but with a very low generation potential. Finally, petrophysical analyzes were carried out on rock cores, to obtain porosity and compressibility parameters; the results indicate a decrease in porosity as the confining pressure increases, however, there is a pressure where the rock increases porosity. This behavior is related to fracturing of the shale. The porosity oscillates between 0.6 to 3.6%, except for one sample showing 8.9-35% indicating the heterogeneity and fragility of shale rocks in the region. The cores presented a compressibility from 1x10-4 y 3x10-3 psi-1, which depends mainly on the integrity of rock