PALEOCAÑONES TERCIARIOS DE LA PLANICIE

COSTERA DEL GOLFO DE MEXICO

José Carrillo Bravo *

R E S U M E N

Un número considerable de paleocañones submarinos, tales como el de Chicontepec, se ha descubierto y postulado en la Planicie Costera y Plataforma Continental del Golfo de México. Estos cañones, de edad Cenozoico Temprano, fueron excavados en rocas del Paleoceno, Cretácico, Jurásico y Triásico Tardio y son de importancia económico-petro­lera.

La mayoría de los cañones tienen una dirección perpendicular a las antiguas líneas de costa y en ocasiones bordean a los elementos tectónicos positivos mesozoicos. El relleno de los mismos está constituido por una secuencia de conglomerados, areniscas y lutitas de origen turbidítico de edad Eoceno-Oligoceno, depositado en un ambiente predominan­temente batial.

Las estructuras erosivas citadas se encuentran íntimamente ligadas a una discordancia regional de edad del Eoceno Temprano y asociadas a corrientes fluviales ancestrales. Al area de la discordancia producida por la erosión durante el Eoceno Inferior se le denomi­na Bejuco-San Andrés; se extiende desde la frontera con Estados Unidos de Norte Amé­rica hasta la Península de Yucatán, tiene una anchura de más de 100 Km y se profun­diza de poniente a oriente.

Se considera que los dos fenómenos estratigráficos enunciados tuvieron una influencia directa en la formación de las Cuencas Terciarias del Oriente de México y en la migración y acumulación de los hidrocarburos que se hallan en los campos de la Planicie Costera y Plataforma Continental del Golfo de México.

A B S T R A C T

A large number of Early Cenozoic age submarine canyons that were excavated in Paleo­cene, Cretaceous, Jurassic and Late Jurassic rocks, have been discovered or are conside­red to exist in the coastal plain and continental platform of the Gulf of Mexico. These paleocanyons, including the Chicontepec Canyon, are important from the petroleum economic viewpoint.

* Gerencia de Exploración Petrolera. Petróleos Mexicanos.

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BOL. ASOC. MÉX. GEOL. PETR.

The majority have a perpendicular direction with regard to the former coast lines, and occasionally edge the Mesozoic positive tectonic elements. Their filling is composed by a sequence of conglomerates, sandstones and turbidite shales of Eocene-Oligocene age, deposited in a predominantely bathial environment.

The above mentioned erosive structures are closely related to a regional unconformity of Early Eocene age, and associated with older fluvial currents.

The unconformity area resulting from tiie erosion during the Lower Eocene is called Bejuco-San Andrés; it streches from the border between Mexico and the United States to the Yucatan Peninsula, it has a width of more than 100 Km and deepens from west to east.

It is considered that both of the above mentioned stratigraphie phenomena were responsible for the formation of the eastern Tertiary basins of Mexico and the migration and accumulation of the oil found in the coastal plain and continental platform of the Gulf of Mexico.

J INTRODUCCIÓN

La integración e interpretación geológica •egional de la información estratigráfico -estructural aportada por los pozos de ex-)loración y desarrollo que de 1958 a la 'echa, se han perforado en la porción

oriental de la Planicie Costera y Platafor­ma Continental del Golfo de México, complementadas con datos sismológicos y de geología de campo, ha dado como re­sultado la identificación y postulación de una serie de cañones submarinos sepulta­dos asociados a corrientes fluviales ances­trales y a una enorme zona de erosión de edad del Eoceno Temprano, la cual para fines descriptivos, en este trabajo se le de­nominará Zona de Erosión Bejuco-San Andrés (Fig. 1).

Los trabajos realizados en el estudio de algunos de los paleocañones citados se han llevado a cabo de la manera siguiente:

1. Compilación y selección de la infor­mación geológica y geofísica.

2. Determinación de columnas litológi-cas y espesor de las rocas del relleno.

3. Elaboración de registros compuestos. 4. Configuración estructural de la su­

perficie de erosión y de las formaciones que rellenan el canal.

5. Planos de isopacas del relleno y de arenas netas.

6. Secciones estratigráfícas. 7. Determinación de secuencias-incre­

mentos genéticos de estratos. 8. Definición de la cronoestratigrafía y

paleoecología. 9. Aplicación del método de Punto

Brillante en áreas seleccionadas. 10. Análisis de resultados de pozos. I I . R o c a s generadoras, almacén sello y

trampas. I 2.Selección de áreas de interés, propo­

sición de localizaciones y recomendación de trabajos adicionales.

Los estudios enumerados son llevados a cabo por grupos de geólogos, geofísi­cos y paleontólogos adscritos a los Depar­tamentos de rocas terrígenas que operan en las Zonas de Petróleos Mexicanos.

Con el fin de uniformar criterios, antes de entrar en materia es necesario definir lo que este trabajo se considerará como paleocañón submarino:

A las gargantas sepultadas que corta­ron los taludes continentales antiguos y

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VOL. XXXII, NUM. 1, 1980.

L I M I T E OE L A ZONA DE EROSION

DEL P A L E O C E N O , CRETÁCICO Y J U R Á S I C O . Por j Cor i l lo B r a » o .

1978

Fig. 1. Paleocañones Terciarios en la Planicie Costera y Plataforma Continental del Golfo de México.

29

BOL, ASOC, MLX, Gl ,OL. PliTR.

que fueron originadas por deltas ancestra­les y a los valles zigzagueantes en forma de V, con muchos tributarios, semejantes a los cañones terrestres, que cortaron a los taludes continentales en diferentes épocas geológicas.

Andrés, la Laja - Bejuco, oriente de Ta­maulipas - Constituciones, Arenque, Tor­do, Tepehuaje y que se encuentra en el subsuelo de la porción central de la Cuen­ca de Burgos" (Figs. 2, 3 y 4 ) .

A N T E C E D E N T E S

La zona de erosión Bejuco - San Andrés, a la cual, genéticamente, se hallan asocia­dos los paleocañones que se describirán en este trabajo, fué identificada por primera vez en los pozos petroleros de la antigua Faja de Oro, en donde las calizas arreci-fales de la Formación El Abra están cu-

edimentos arcillosos del Eoce-jerioridad, en la región de Mi-un área de más de 100 Km2,

Kilómetros al sur de Martínez Ver., fué cartografiada por Petróleos Mexicanos. En el , como factor primordial en los paleocanales Bejuco - La

Vidrés, dicha discordancia fue r el personal de las Brigadas

del Subsuelo de Petróleos de Cerro Azul y Poza Rica, ivamente.

A partir de 1969 este autor, inició la compilación de la información sobre la "superficie de erosión Bejuco - La Laja; en 1971 realizó el primer intento de in­terpretación regional y la describe de la siguiente manera: "En la margen oriental de la Región de San José de las Rusias -Lerma, las rocas del Cretácico Inferior, Medio y Superior se hallan cubiertas dis­cordantemente por sedimentos arcillosos del Oligoceno-Mioceno. La perforación del pozo Huapango No. 1, en las cerca­nías de San Fernando,Tamp., confirmó la continuación NNW de esta franja erosiva, que se extiende desde Misantia, Ver., San

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DESCRIPCIÓN D E LOS P A L E O -C A Ñ O N E S

La descripción de los paleocañones que se han definido en el subsuelo de la Planicie y de la Plataforma Continental del Golfo de México, será de carácter generalizado debido a la amplitud del tema y a que muchos de ellos son de reciente descubri­miento y por lo tanto se encuentran en proceso de estudio. Seguidamente se enu­merarán de norte a sur, sin tomar en cuen­ta la magnitud de los mismos.

Paleocañón Bejuco-La Laja. Este paleo-cañón situado en la porción norte de la zona de erosión Bejuco - San Andrés, cu­bre una superficie de aproximadamente 4300 K m 2 ; se halla en una depresión ubi­cada entre la margen noroccidental del Atolón Faja de Oro y la porción sureste del buzamiento del Arco de Tamaulipas (Fig. 1). Trunca formaciones que van en edad del Jurásico Tardío (Area Bejuco) al Paleoceno, fué rellenado por una sección sedimentaria arcillo - arenosa y conglome-rática en la porción basal, que varía de 200 m a 2000 m de espesor; es de edad del Eoceno - Oligoceno y contiene micro-fauna batial (Figs 5, 5 A y 6) .

En el Campo Jabonera , en el contacto Eoceno - Oligoceno, se obtuvo producción comercial de aceite en tres pozos, y en el pozo Rancho Nuevo No. I 2 se estableció producción de aceite en rocas clásticas básales del Eoceno.

Paleocañón de Chicontepec. A la fecha es

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T t n a d o <• A V Á R E L A H M*4. JOSC CARRILLO B

Fig. 2. Sección Geológica, Campos Tamaulipas-Constituciones. 00 P

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S A R D I N A - i P R O Y E C T A D O

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Fie. 3. Sección esquemática N-S del área Arenque-Sardena.

VOL, XXXII, NUM. 1, 1980.

E O C E N O

O L I G O C E N O - M I O C E N O ( Tranigrttio'n y ba t cu lami tn to )

Fig. 4 . . Evolución geológica del área Arenque - Constituciones.

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Diic«t<aaci i E.Guoyobal

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Fig. 5. Sección geológica entre los pozos Chiquija 1 y Humo 1.

VOL. XXXII, NUM. 1, 1980.

TANCOCO-IO O

Fig. 5-A. PaleotopografTa Pre-eoceno Inferior Medio, Paleocañón Bejuco-La Laja.

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Sección Geológica entre ios pozos

LOS CUES-101 y LA LAJA-1 Por si Depto it>G*ol.d< Sub С A iu l Var

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Fig. 6. Paleocañón Bejuco-La Laja.

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Fig. 6-A. Sección Geológica transversal al atolón Faja de Oro. yo

B O U ASOC. Ml X . G K O U PtTR.

el paleocañón más estudiado; tiene una longitud de 123 Km y una anchura que varía de 12 a 23 Km, se encuentra bor­deando la porción sur y suroccidental del Atolón Faja de Oro (Fig. 1). Erosiona a rormaciones del Paleoceno, Cretácico y Jurásico Superior, fué rellenado por sedi­mentos arcillo-arenosos, de tipo turbidíti­co, con microfauna de ambiente nerítico extemo a batial. Se tiene producción co­mercial de hidrocarburos en los campos Soledad, Miquetla, Presidente Alemán y otros de menor importancia (Figs. 7 y 7 A).

Las acumulaciones de hidrocarburos en este paleocanal están controladas prin­cipalmente, por el espesor neto de las are­niscas, la calidad de las areniscas como re­ceptáculo y la estructura regional (Govela, 1978).

Paleocañón de Nautla. Está situado a cor­ta distancia al sur del Paleocañón de Chi­contepec. con el cual guarda gran simili­tud estratigráfica (Fig. 1). Tiene una lon­gitud de 75 Km y una anchura media de 25 Km: abarca una superficie aproxima­da de 1875 Km2 y en su parte más pro­funda se han encontrado hasta 180 m de areniscas netas.

Las rocas que constituyen el relleno del canal son de tipo arcillo-arenoso y en parte se encuentran aflorando, pero la existencia de fuerte plegamiento puede favorecer el desarrollo de trampas estruc­turales y combinadas.

En este paleocañón se ha programado la perforación de varios pozos explorato­rios en las áreas más favorables para des­cubrir acumulaciones de hidrocarburos.

Paleocañón Paso de Ovejas. Con base en los datos aportados por el Pozo Paso de Ovejas No. 1, que cortó una gruesa sec­ción clástica del Eoceno - Oligoceno, el

pozo Remudadero No. 2, en donde se identificó la superficie de erosión del Ce­nozoico Inferior y el pozo Paso de Ove­jas No. 2, en donde el Eoceno Inferior des­cansa discordantemente sobre el Cretáci­co Medio, así como en la información geo­física reciente y la integración de los pos­tulados geológico - regionales; en una de­presión tectónica situada entre la porción norte de la Plataforma de Córdoba y el Bloque Tectónico de Teziutlán - Jalapa, coincidente con el extremo noroccidental de la Cuenca Terciaria de Veracruz, se ha postulado la presencia del Paleocañón de Paso de Ovejas, el cual, debido al con­siderable volumen y tipo de sedimentos que contiene, se considera un prospecto petrolero de importancia (Figs. 9 y 9 A).

Paleocañón del Papaloapan. Queda ubica­do a la altura del río de igual nombre en la margen oriental de la Plataforma de Córdoba; tiene aproximadamente 40 Km de longitud, 20 Km de anchura máxima, secciona a formaciones del Cretácico y Paleoceno y fué rellenado por un consi­derable volumen de conglomerados, are­niscas y lutitas depositadas por flujos de turbidez, en un ambiente batial (Fig. 11). Este cañón se inició en el Eoceno y per­sistió durante el Mioceno. Se ha encon­trado producción de gas en los pozos El Veinte y Novillero en conglomerados y en areniscas miocénicas (Fig. 1 1 A).

La presencia del paleocañón del Papa­loapan se confnmó mediante la combina­ción de estudios sedimentológicos y de sismología estratigráfica.

Paleocañón de Akal. Mediante la interpre­tación sismológica y de los datos aporta­dos por los pozos perforados por Petró­leos Mexicanos en el talud occidental de la Plataforma de Yucatán, se ha identifi­cado el gran cañón submarino de Akal, lo-

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Fig. 7. Campo Presidente Alemán..;

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Fig. 7-A. Sección Estratigráfíca-Transversal - al Paleocanal de Chicontepec.

VOL. XXXII, NUM. 1, 1980.

TRES HERMANOS

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Fig. 8. Atolón Faja de Oro.

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T E N D E N C I A D E A C U N A M I E N T O

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VOL. XXXII, NUM. 1, 1980.

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C . l . : 2 5 0 mtg.

Mapa Sismologico estructurol délo discordancia del P r e - E o c e n o Superior, mostrando

el Poleodrenoje y posible distr ibución de conglomerada

Tomado de Cruz H y A s o c i o d o t

Fig. 11. Paleocañón del Papaloapan.

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Fig. 11-A. Sección geológica entre los pozos Palo Gacho No. 1 y Novillero No. 9.

VOL. XXXII. NUM. 1, 1980.

calizado al poniente de los pozos del mis­mo nombre, el cual tiene más de 90 Km de largo, una anchura que varía de 5 a 8 Km y una orientación generalizada norte a sur (Fig. 16).

Paleocañón de Chilán. El Paleocañón de Chilán también se halla sobre el talud oc­cidental de la Plataforma de Yucatán, tie­ne más de 40 Km de largo y una amplitud máxima de 10 K m ; se encuentra orientado de NE a SW y aparentamente es un afluen-tede Cañón de Akal (Fig. 16).

Cañones del Escarpe de Campeche. (Lind­say et al, 1974). Durante el recorrido X del Proyecto de Perforación en el Mar Profundo (D.S.D.P., 1973), fueron descu­biertos varios cañones que disectan la mar­gen del Escarpe de Campeche. Con poste­rioridad (op. cit.), mediante un estudio batimétrico más detallado, efectuado en un tramo de 500 Km de longitud, fue con­firmada a la presencia de 14 cañones y se encontraron evidencias de otros 24. Estos rasgos erosiónales son angostos, general­mente de menos de 10 Km de anchura, en forma de V, tienen un relieve que varía de 820 a 1200 m y se extienden desde el escarpe hasta la planicie abisal (Fig. 16).

ZONA DE EROSION B E J U C O - SAN ANDRES

La Zona de Erosión Bejuco - San Andrés, toma su nombre de las áreas de Bejuco y San Andrés, Ver., en donde por primera vez fué estudiada con amplitud. Este ras­go estratigráfico tiene más de 2000 Km de longitud y una anchura que se supone es superior a los 100 Km, debido a que se extiende hacia la Plataforma Continental del Golfo.

La margen occidental de la Zona de Erosión Bejuco - San Andrés, generalmen­

te se adapta a la forma de las porciones orientales de los elementos positivos me­sozoicos, tales como la Península y el Arco de Tamaulipas; las Plataformas de Tuxpan, de Córdoba y de Yucatán (Fig. 1).

En las depresiones mayores producidas por la erosión ocurrida a principios del Eoceno, se desarrollaron las cuencas ceno­zoicas de Burgos, Tampico - Tuxpan, Veracruz y las Cuencas Terciarias del Sureste; en estas cuencas se acumularon enormes volúmenes de sedimentos arcillo-arenosos de origen marino, ricos en mate­ria organica, de edad del Eoceno, Oligo­ceno, Mioceno y Plioceno, cuya poten­cia en ocasiones sobrepasa a los 7000 m.

ORIGEN DE LA ZONA DE EROSION Y DE LOS PALEOCAÑONES

En algunas porciones, como en la Faja de Oro y en la margen oriental de la Platafor­ma de Córdoba, la Zona de Erosión Beju­co-San Andrés fué originada por emer­sión del fondo marino, pero en una mayor proporción posiblemente se deba a denudación subacuática, por la acción me­cánica de corrientes submarinas como consecuencia de la gravedad; esto último influido directamente por el basculamien-to regional hacia el poniente que, durante el Eoceno Inferior, afectó a toda la zona costera y a la actual Plataforma Continen­tal del Golfo de México (Figs. 6A, 8, 10 y 13).

Respecto al origen de los cañones sub­marinos existen varias teorías, pero desta­ca la siguiente:

Las corrientes de turbidez se han consi­derado como las principiaos causas de su formación. Kuenen (1963) postuló una gran relación genética entre los cañones

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COCINO,

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S E C C I Ó N

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P L A N T A Por Itvmt roMi r »0« Por J C«rriltt

Fig. 12.

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del Mioceno

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Eros ión y deposito del Eoceno y Ol igoceno

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Atolón FOJO tfa Oro

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Fig. 13. Esquemas sobre la evolución geológica de la Cuenca Tampico-Tuxpán (Terciario). s

BOU ASOC. Mi:X. G l OL. Pr.TR.

submarinos y las principales corrientes fluviales, debido a que muchos de estos cañones se encuentran sobre deltas anti­guos o desembocaduras de ríos ancestra­les; el mismo autor considera que las corrientes de turbidez que producen el corte del cañón, son generadas directa­mente por la descarga de los sedimentos en los deltas de los ríos.

Aplicando el concepto de Kuenen (op. cit.) a los paleocañones Bejuco - La Laja, Chicontepec - San Andrés, Nautla, Papaloapan y Paso de Ovejas, se pueden establecer los postulados que a continua­ción se indican:

En el extremo occidental del Paleoca-e icjuco - La Laja, durante el Eoceno y ;eno, posiblemente desembocaba el "empoal. Paleocanal de Chicontepec o San An-I se halla sobre los ríos Vinasco, íes y Tecolutla, por lo cual es lógico ler que este paleocanal tiene una es-i relación genética con la desemboca-de las corrientes ancestrales de di-

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' Aerea iNovuiero - t i ve inte , la ' | " p i ó n de los paleocanales del Papa vi icoincide con el s istema de dre

*̂ Paleocanal de Nautla se halla asocia-la corriente ancestral del río Nautla.

' Aerea Novillero - El Veinte, la dis-aloa-

renaje lo del río de igual nombre.

1 supone que el Paleocanal de Paso de s guarda asociación genética con la ibocadura de las corrientes ancestra-: los ríos Actopan, La Antigua y Paso /ejas.

Lindsay et al, {op. cit.) consideran que el desarrollo de los cañones del Escarpe de Campeche se inició en el Cretácico, duran­te una disminución de la profundidad del mar y que probablemente han sido origi­nados por la energía erosional de las corrientes de turbidez, provocadas por el flujo de sedimentos de la Plataforma de

Yucatán a la porción profunda del Golfo de México. Esta hipótesis se basa en la carencia de corrientes fluviales de impor­tancia en la región.

El desarrollo del Cañón Akal pudo estar influido por la acción de corrientes sub­marinas.

POTENCIAL P E T R O L E R O DE LOS PALEOCAÑONES Y DE LA ZONA

DE EROSIÓN BEJUCO-SAN ANDRÉS

El alto contenido de materia orgánica en los sedimentos aportados por las corrien­tes fluviales y preservada en los cañones submarinos, debido a un ambiente reduc­tor y rápido sepultamiento, puede consi­derarse como una importante fuente de hidrocarburos (Figs. 14 y 15).

En los cuerpos arenosos que rellenan los cañones, si se establecen modelos sedimentarios y una interpretación paleo-tectónica adecuados, se pueden localizar acumulaciones petrolíferas considerables, como es el caso del Paleocanal de Chicon­tepec. Los cañones submarinos que cor­taron la planicie costera precedente a su formación, desempeñaron un papel im­portante en la migración de los hidro­carburos de las cuencas hacia los elemen­tos tectónicos positivos adyacentes.

En resumen se puede establecer que los hidrocarburos, en los cañones sepultados, se acumulan en el relleno del cañón y en sus paredes, lo cual ocurre en algunos campos petroleros del oriente de México.

La mayoría de los grandes campos pe­troleros de la República Mexicana se en­cuentran sellados por rocas arcillosas ter­ciarias y probablemente un porcentaje muy alto del petróleo que contienen, fué generado en las rocas de edad Eoceno Post-Eoceno que los cubren discordante-mente (Zona de Erosión - Bejuco - San

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Fig. 15. Tipo de Materia orgánica.

VOL. XXXII , NUM. 1, 1980. i

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Andrés). Los campos de Ebano - Panuco, Faja de Oro, Copite, Mata Pionche, etc., posiblemente acumularon el aceite que ascendió desde la Zona de Erosión hacia los elementos positivos preterciarios (Figs. 2, 6-A, 8, 10 y 16).

Es altamente significativo que los cam­pos gigantes de México (Figs. 12 y 16) se encuentren adyacentes ó subyaciendo a la Zona de Erosión del Terciario Inferior y esto confirma el principio geológico de que: "Las discordancias son un fenóme­no de mucha importancia geológica petro­lera, ya que un gran número de yacimien­tos de aceite y gas en el mundo de una manera u otra están intimamente asocia­dos a discordancias".

Se considera que la Zona de Erosion del Cenozoico Inferior, en la Plataforma Con­tinental y en la Planicie Costera del Golfo "creó un número indeterminado de tram­pas por variación de la permeabilidad, a lo largo de miles de kilómetros cuadrados por debajo del plano de la discordancia" y ésto lógicamente favoreció la acumulación de un gran volumen de hidrocarburos.

Por las razones expuestas se recomienda estudiar detalladamente los sedimentos te­rrígenos terciarios y las rocas carbonata­das mesozoicas erosionadas, con el fin de determinar la distribución de las rocas al­macén y la identificación de áreas de ma­yor interés geológico-petrolero.

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