MODELO DE SEDIMENTACION CONTINENTAL PARA EL RIFT ...

American Earth Sciences 16: 81-90. Gardini, c., Costa .... Earth Science Review .... 1984. F=,e~ model (0< .. ~andy ephemeral stream and clay playa complex;.
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Revista de la Asociaci6n Geol6gica Argentina 61 (1): 63 - 80 (2006) 63

MODELO DE SEDIMENTACION CONTINENTAL PARA EL RIFT CRETAcICO DE LA ARGENTINA CENTRAL. EJEMPLO DE LA SIERRA DE LAS QUIJADAS, SAN LUIS David RI VARO LA' Y Luis SPALLETTF lFacultad de Ciencias Fisico, Matematicas y Naturales , Universidad Nacional de San Luis. Chacabuco y Pedemera, 5700 San Luis. E-mail: rivaro [email protected] 2 Centro de Investigaciones Geologicas. Facu lt ad de Ciencias Natu rales y Museo, Unive~sidad Nacional de La Plata y CONICET. Ca ll e 1 n roo 644, 1900 La Plata. E -mail : spa lle@ cig.museo.unlp.ed u.a r R ESU M EN En este trahajo se estudian las serumentitas continen tales cretaacas (G rupo del Gigante) en la sierra de las Quijadas, ubicada en el noroeste de la provincia

de San Luis. La informaci6n se obtuvo mediante el relevamiento de 15 perfIles sedimentol6gicos de detalle que permitieron defmir 21 facies sedimentarias

y 12 asociaciones de facies . Las facies perrnitjeron interpretar: los pnncipales procesos de acumulaci6n sedimenta.ri~ mientras que a partir de las asociaciones de facies se propusieron los modelos paleoambien tales. Los depositos cretacicos se han acumulado en sistemas de abanico aluvial, l6bulos fluviales efi-

meros, planicies fangosas y barreales, dunas e61icas y ambientes lacustres hidrol6gicamente cerrados. El registro de la sierra de las Quijadas representa a los depositos chisrieas- del margen activo de una cuenca extensional con geometria de hemigmben, desarrollada en un marco paleocLmatico :iciclo a semia.rido . En else reconocen dos secuencias deposicionales limitadas p oc sendas discordancias. Cada una de estas secuencias se compone de lIDa fase de

slnrift y otca

de pastoft. En las fases iniciales 0 de sin nft las asociaciones de facies re£lejan pendientes fuertes, ascenSQ tect6nico de las areas de aporte ubicadas hacia el oeste (Alto del Desaguadero) y subsidencia mecanica en Ia cuenca. Las fases de postrift se caractenzan por dep6sitos efimeros de bajo gradiente y Iacustres que responden a una alta tasa de acon10daci6n y tendencia

al

ascenso del nivel de base geomorfo16gj.co que se vinculan con una etapa dominada por sub-

sidencia termal generalizada.

PALABRAS CLAVES: SafJ Luis, A1J!,eJJti,/O, Ct1!tticico, sistemas fluvial,s ejimeTvs, rifl. ABSTRACT: Model of COfJ!inmfal sedimCflta!iofJ for the Cnfaceolls Cm/nli A'gen!inean rift: example jin'" Las QlIijadas hill, San Luis pmina. The Cretaceous continental deposits of tile El Gigante Group in the northwest of San Luis Province (Sierra de las Quijadas), consist of proximal to distal alluvial fan - ephemeral fluvial, playa and lacustrine systems. The sedimentary record is composed of two sequences, each with different archi tecture and lithofacies compositions. The lower sequence is characterised by: (1) proximal and medial alluvial fan facies, constituted by clast-supported and matrix-supported conglomerates and subordinate sandstone and mudstone; (2) ephemeral sandstone lobes formed mainly of low-angle and trough cross-stratified sandstones, plane-bedded and cross-larrtinated sandstones and subordinate heterolitic and mudstone levels; (3) distal playa deposits comprising sheet-like hete rolitic intervals composed of massive n~tones alternating wOlin ripple cross-'trun" m atea fme-grained sandstones and siltstones; and. (4) aeoii.an aeposits repre-

sented by large-scale, cross stratified

s~tones

(dunes) associated with low-angle o r horizontally laminated layers with dinosaur ichnites (dry interdunes or

aeolian sand-sheet deposits). The facies2£5ociations of the upper sequence are: (1) terminal alluvial fan sheets characterized by pebbly sandstones and '.Q"''''~

,";.th 'l. hol.e.

=~

sand~

of "'~t=y -s'tlructures (plane-bedding, planar a trough cross-bedding, ripple cross-lamination and massive layers); (2) proximal

alluvial debris flow deposits associated with imbricated and massive clast-supported stream- and sheet-flood conglomerates; (3) amalgamated large-scale and wedge shaped cross-bedded sandstone sets interpreted as baganoid ridges; and (4) massive and laminated lacustrine mudstones showing intercalations of nodular gypsum, laminated anhydrite and fme-grailled lake margin sandstones. Alluvial and fluvial systems flowed east from the Alto del Desaguadero Uplift. During lower sequence time the climate was arid to semiarid. During the upper sequence the climate though still semiarid was mo re humid. The sequence stratigraphy provides a framework in which to asses the evolution of depositional style. The two fining upward sequences of Sierra de las Quijadas rep resent the sedimentary infill of an active margin of a half graben basin. Both sequences are characterized by an initial synuft stage and a fmal postrift stage. The initial stage was governed by regional tectonic subsidence. The sedimentary record comprises proximal alluvial fan facies which passed downstream into ephemeral fluvial facies and mudflat/ lacustrine facies. A prorrunent change in depositional style from proximal to distal deposits occurred in the postrift stage. This suggests an increase in sediment accommodation and a general rise in base-level related to a change from mechanical to theonal basin subsidence. KEY WORDS: Son Llli.r, A'l!,entifJa, Gdaceolls, ephemeraljhl1lial !ldems,

INTRODUCCION En la cuenca de San Luis (Flores 1969), localizada en el borde sudoccidental de las

'ift.

Sierras Pampeanas, afloran una serie de sucesiones continen tales del Mesozoico y del Cenozoico. Estas sedimentitas son los principales constituyentes del "cordon de

serralllas occidentales" , que tielle 300 km de longitud por un ancho que no supera los 25 km, se ubica al oeste de la provincia de San Luis proximo al limite con Mendoza, l'

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D. RIVAROLA Y L. SPALLETTI

hacia el norte penetra escasam.e ole en la provincia de San Juan (Fig. 1). De sur a norte, este cordon esta compua.1 o por las sierras de Varela, Charlone, Las Barrancas, E1 Tala, Cerrillada de Las Cabras, del Gigante, Las Quijadas, Cantanta1 y Guayaguas. Este trabajo abarca el estudio de los depositos continentales cretacicos del parque nacional Sierra de las Quijadas, distante 116 kID al noroeste de la capital de 1a provincia de San Luis. La region se ubica entre los 32° 20' Y 32° 47' de latitud sur y los 67° 10' Y66° 58' de 10ngitud oeste (Fig. 1). Mediante el estudio de dos transectas y 15 perfiles sedimentologicos (Fig. 1) se describen las facies sedimentarias, las asociaciones y secuencias de facies, y se interpretan los principales sistemas de acumulacion sedimentaria. Se proponen modelos ambientales, climaticos, paleogeognificos y se presenta un esquema tentativo de 1a evo1ucion de 1a cuenca. Tambien se analiza la crono10gia de los eventos que contro1aron la sedimentacion en funcion del contenido paleontologico de las unidades estudiadas y otros elementos de diagnosis.

CARACTERlSTICAS GENERALES DE LOS DEPOSITOS CRETAcICOS En distintos sectores de 1a cuenca de San Luis, las sedimentitas creracicas aparecen, tanto en su base como en el techo, en relaci6n discordante con unidades estratigraficas de variada edad y origen. Suprayacen al basamento igneo y metamorfico de las Sierras Pampeanas en las sierras de Varela, Charlone, Las Barrancas y a1 norte del Gigante y Guayaguas. En Varela 10 hacen sobre rocas efusivas del Perrno-Triasico asignadas al Grupo Choiyoi, mientras que al norte de Guayaguas se apoyan tambien en discordancia sobre sedimentitas neotriasicas. Generalmente estan cubiertas, discordancia mediante, por sedimentitas continentales atribuidas al Terciario y conocidas como Fonnacion San Roque (Flores 1969), en tanto que en otros sectores quedan sepultadas por la cubierta de sedimentos loessoides cuatemarios (Fig. 1). En las sierras de las Quijadas, de Guayaguas y en la Cerrillada de las Cabras, la sucesion cretaci-

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REFERENCIAS I•. .: .,~ ::;'"a:ta$ {;n'/8!'Sii ;nvers~ / ( / c.uhi6rt~, 06 de·~g""!Te·1

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PERFIL LA ELDA

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C iGIO g iatmdec:,ecl en~e

Figura 3: PerfIl es de Arro yo La Aguada (D, F ormacion es Los Ris co s, El Jume y La Cruz), Los Guanacos (B, Formaci6n El Jume ) y La Eld a (A, Formaci6n El Jume).

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68

D. RIVAROLA Y L. SPALLETTI

PERFIL

QDA. DE LA CUESTA 2 Basa!tcde HuaH:ararr Fm. La Cruz:

PERFIL aDA DE LA CUESTA 1

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PERFIL LOS MOGOTESS

Figura 4: Perfiles de Quebrada de la Cuesta 2 (H, Founacion La Cruz), Quebrada de la Cuesta l (H , Forrnaci6n EI To scal) y Los Mogotes (C, Forrnacion EI Jume) .

arenas y pelitas son semejantes, y otros donde es neto el predominio de pelitas. Algunos niveles estan constituidos por areniscas finas limoliticas con ondulas esc alantes de forma exclusiva. Las laminas arenasas intercaladas muestran ondulas variadas que gradan a laminacion, con restos de

troncos y raices fosiles. Esta asociaci6n se destaca por la abundancia de niveles de oxido-reduccion verdosos. Los procesos sedimentarios corresponden a traccion de bajo regimen seguida de decantacion, en flujos de muy escasa profundidad. La asocia cion se interpreta como el deposito de

Modelo de sedimentaci6n continental paa d nit cretia co .. .

1

PERFIL Co SAN IGNACIO

PERFIL LOMAS PUESTO LEZCANO

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Fm. San

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Frns. La Cruz Lagarcito

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o o Figura 5: P erfil es de Cerro San Ignacio (N, formaciones La Cruz y Lagarcito) y Lomas Pu esto Lezcano (M, Formaci6n Lagarcito ) .

lobulos de derrame de un sistema illuvial efimero en su ingreso a cueq)Qs de aguas someros y estancos, del tipo lagunas d imeras 0 'oarreales (Hubert y Hyde 1982, Tunbridge 1984, Spalletti y Colombo 2005). Los terminos con mayor proporcion de arena puedcn atribuirse a las zonas. mi..:, proximales de una planicie fangos :), mien tras que las ric as en pelitas representan el

ambito interno del baueal 0 la planicie fangosa media a distal. La Ultima asociacion (5) reconocida en la secuencia inferior (Foanaci6n EI Jume) muestra la participaci6n de las facies Ahe y Ape, atribuidas a procesos de sedimenta~i6'U. ~61K:",. Los s~~torcs do'U.d~ pr~...a1e~~ h facies Ahe (areniscas finas a muy finas rojizas, can geometria mantiforme de hasta un

metro, laminacion a estratificacion delgada horizontal y lineacion par particion, que portan icnitas de vertebrados) se interpretan como depositos de mantas arena e6lica hasta interdunas secas (parcialmente hillnedas). Par su parte, los conjuntos caracteriza10s pm h fac.~es Ap~, c.o'U.stirnyc'U. tipic.as acumulaciones de dunas e6licas. Son areniscas [mas a muy [mas, rojizas, can geo-

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D. RIVAROLA Y L. SPALLETTI

PERFIL LOS TRONCOS

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PERFIL l.OS LABERINTOS

PERFIL LOS CIMARRONES

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metrias acuiiadas lateralmente, estratificaci6n cruzada planar en gran esc ala y de alto angulo, del tipo plano paralela y linguoide; portan tambien icnitas de vertebrados y algunos niveles presentan laminaci6n contorsionada. Se presentan en estratos de hasta un metro de potencia, can superficies basales netas yamalgamaci6n. Par las caracteristicas de las capas intemas se infieren procesos de calda de granos y flujos de granos (Clemmensen y Abrahamsen 1983, Kocureck y Nielson 1986, Ahlbrandt y Fryberger 1988, Veiga et aL 2002). Los cuerpos constituidos par la amalgamaci6n de capas cruzadas se interpretan como crestas barjanoides, en tanto que las capas cruzadas solitarias, intercaladas entre niveles de interdunas, corresponderian a barjanes (Mc Kee 1979). En forma muy subordinada aparecen bancos de areniscas muy finas lajosas,

Figura 6: Ped;les de Los Troncos (G, Formaci6n EIJume), Los Cimacrones (F, Formaci6n El Jume) y Los Laberintos (E, formaciones Los Riscos + EI Jume).

lenticulares y de reducida e.xtensi6n lateral, de marcada coloraci6n violacea, generalmente can trazas de iuvertebrados, l'estos de ralces y grietas de desecaci6n que son iuterpretados como dep6sitos de interdunas humedas (Langford 1989, Langford y Chan 1989, Veiga etaL 2002). La asociaci6n de facies 6 pertenece a la secuencia superior (Formaci6n El Toscal) y se compone de las facies de areniscas congIomeradicas (AGh, AGp, AGt, AGi) yareniscas CAh, Ap, At, Ar, Am), todas ellas con geometrias mantiformes domiuantes y can niveles canalizados subordiuados. La mayoria de las areniscas poseen estructuras planas de alto regimen y niveles entrecruzados planares. En las facies mas gruesas se delinen algunas imbricaciones, mientras que en las mas finas aparecen 6ndulas de corrientes y gradaciones normales. Desde el punta

Modelo de sedimentaoOn continental f"l"il d &f: c=tia= .. . : 11

PERFIL EL VALLECITO

m

15

o

PERFIL CASA DE PIEDRA 1

10

/ 5

PERFIL CASA DE PIEDRA 2 o

I

PERFIL

QDADE Fill. LnCruz

HUALTAMN

Fm. EITOSC2; Hi

5

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v-p

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25 20 15

10

5 U

Figura 7: Perfiles de El Vallecito (1, formacion e s El Toscal y La Cruz), Quebrada d e Hualtaran Laga[cito ), Casa de Piedra 1 ( K, Formaci6n Lagarcito) y Casa de Piedra 2 (L, Forrnaci6n Lagarcito) .

a, Formaci6n

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D. RI VAROLA Y L. SPALLETTI

CUADRO 1: Facies sedimentariM de la sucesion cretacica en la sierra de las Quijadas

Abanico aluvial (Cuerpo internol

Conglomerados imbricados

Fm.la Cruz

Fm. los Risco? Fm.la Cruz Fm. Playa gravosa de bols6n? Fm. lagarcito

Abanico aluvial (Cuerpo interno)

AGi.

Fluvial efimero trenzado -abanico aluvial distal

Fm. EI Toscal

Areniscas conglomeradicas.

AGt.

abanico aluvial distal. Fluvial efimero trenzado

Fm. EI Toscal Fm. lagarcito

Areniscas conglomeradicas.

AGt.

Fluvial efimero trenzado (Cuerpo interno)

Areniscas conglomeradicas. cruzada Areniscas. estratilicaci6n cruzada en artesa Areniscas con capa plana

AGp

Flujos encauzados y no encauzados. migracion de barras transversales Flujos encauzados y no enCClllllados. aHo regimen

Fm. los Riscos Fm.la Cruz Fm. Fm. EI Toscal

fll

MiglilriOn de dunas subillrueas

Ah

Crecidils no encauzadas dis1ti!Aes

Abanico aluvial planicie arenosa. Wadi intermedio Abanico aluvial planicie arenosa. Wadi intermedio

Areniscas. estructura de bajo angulo

AI

Migrcrion de dunas subiii!J!aeas

Areniscas con 6ndulas

Ar

l6bLlbs de desliinlamiento

Areniscas. estratificaci6n

Ap

Fluvial efimero trenzado -abanico aluvial distal

Fm. ElJume Fm. EI Toscal

Fm. EI Jume Fm. EI Toscal Fm. Fm . EI Tascal

. barras bidimensionales transversales

ManfllS de arena. e intetrtlJJrias secas y hlimedas Barjanes y complejos de dunas ba~anoides

Fm. EI Jume Fm. £1 Toscal

E61ico

Fm. EI Jume Fm. lagarcito Fm. EI Jume

Fm. lagarcito

Fm. lagarcito

: Fm. lagarcito .

de vista de los elementos arquitecturales, la asociacion esta caracterizada por litosomas de tipo SB (geoformas arenosas) (Miall 1985). El sistema deposicional es fluvial de carga traccional y pobre grado de canalizacion, por 10 que no se descarta que corresponda a una red entrelazada areno graver sa caracterizada por importantes cambios en el estado de flujo, tanto en el tiempo como en sentido regional (Miall1985), que se habria desarrollado en ambito de abanico aluvial muy distal 0 en el area proximal canalizada de un wadi (Mc Kee etal. 1967, Glennie 1970, Tunbridge 1981, Miall, 1985). Con un caracter monofacial, en la secuencia superior (Formacion El Toscal) se identifica a la asociacion de facies 7, constituida por conglomerados rojizos con matriz soporte areno-arcillosa, principalmente en mantos y masivos de la facies Gms. Estos depositos han sido formados por movimientos de remocion en mas a rapidos de competencia moderada y alta capacidad de transporte (Colombo 1989, Spallerti 1997). La abundancia de matriz, el pobre grade de seleccion y la masividad reflejan mecanismos de trans porte altamente viscosos, por 10 que se los atribuye a flujos de barro (elemento arquitectural SG de MiaI11985) que habrian alcanzado el pie de sistemas de abanicos aluviales de regiones aridas. En estrecha vinculacion con estos depositos y en 1a misma unidad lioestratigrafica se encuentra la asociacion de facies 8, compuesta por conglomerados grisaceos con bloques aislados de hasta 60 em de diametro y con frecuentes fenoclastos impactados y partidos, clasto a matriz soportados, en mantos y con estratificacion gruesa que forman conjuntos amalgamados (facies Gm, GD. Son el resultado de procesos altamente competentes, turbulentos y de moderada a baja viscosidad, que corresponden a crecidas laminares y canalizadas que habrian actuado en el cuerpo de sistemas de abanicos aluviales (N emec y Steel 1984, Colombo 1989, Blair YMcPherson 1994). T ambien se relacionan lateral y verticalmente a las anteriores los depositos de la asociacion de facies 9 (Formacion La Cmz), en la que participan en proporcier nes variables las facies gravosas (Gm, Gi)

Modelo de sedirnentac.i6n continental para el rift ccetacico.,.

y arenosas (Ah, Ap). En este caso, hs depOsitos de la facies psefiticas son mas tinos que los de la asociacion anterior, mielltras que los de la facies psamiticas son a:remscas guijosas rojizas, mantiformes (con tWcion ancho/profundidad 10:1), y con estcllificacion plana y cruzada planar muy subonlinada. Esta asociacion es el resultado de flujos de competencia elevada a moderada, y alto regimen, que corresponden a crecidas laminares y encauzadas del cuerpo de aballicos aluviales (Steel 1974, Rust 1979, Nemec y Steel 1984, Blair Y McPherson 199f.). A diferencia de la asociacion anterior, en esta se tiene el registro de la merma en la competencia de la coniente, por 10 que se desarrollan secuencias granodecrecientes constituidas por pasajes desde las facies gravosas a las arenosas. Las mtimas tres asociaciones de facies se encuentran en 1a parte mas alta de la secuencia superior, en depositos referidos cIasicamente a 18 FocmaciOn Lagaa:iro. La asociacion 10 tiene camcter monofacial y se trata de un unico banco de conglorner:ados con soporte de matriz arenosa [IDa a mediana, con incipiente gradacion inversa, fabric a desorganizada y geometria en apariencia mantiforme (Gm). Corresponde a un depOsito de procedencia local por accion de flujos fluidales concentrados. La madurez teluocue-UC'35 cretacicas en la region. Ello ocurre con la dorsal de San Pedro que separaba las areas de acumu lacion cretacica de las sierras de las Quiiadas y del Gigante (Yrigoyen etaL 1989)).

EVOLUCION DEL RELI.ENO SEDIMENTARIO A partir de la vinculacion espacial entre las asociaciones de facies y de su desarrollo regional se han definido siete etapas evolutivas, las tres primeras corresponden a la secuencia inferior y las restantes a la superior (Fig. 8). Etapa 1: estuvo caracterizada por la generacion de un abanico aluvial de baia dkacia de transporte construido mayonnente a partir de flujos masivos y no enC20Zados de la secuencia inferior en el area ocritilental de la cubeta, y sus depositos se obsenvan en los perflles Arroyo La Aguada y Los I.aberintos (Figs. 3 y 6). Las evidencias de CIIlIlpO permiten postular la existencia de uno 0 mas abanicos aluviales que hacia la zona depocentral de la cuenca evolucionaban hacia lin sistema fluvial efimero. Durante esta etapa, y en las zonas mas alejadas del area fuente, habna comenzado a desarrollarse la planicie fangosa 0 sistema de barreal, localmente acompaiiada por niveles e6licos. El area fuente de detritos se ubicana al oeste de los

actuales afloramientos y su composicion era de caracter mi..'d:o, por un lado rocas del basamento cristalino como las que actualmente se observan en los aflorarnientos de Sierras Pampeanas, y tambien alguna unidad de origen sedimentario (triasica?), ya que los conglomerados presenta.n guiias de areniscas muy finas. Etapa 2: se inicia la retrogradacion del sistema de abanico aluvial- fluvialefimero y la migracion del depocentro de la cuenca hacia el oeste. La sedimentacion en el area pasa a quedar dominada por un mayor desarrollo de la planicie fangosa del sistema de barreal que durante penodos de fuertes sequias era cubierto por un sistema e6lico. Tal situacion queda evidenciada en los perfiles La Elda, Los Guanacos, Los Mogotes, Los Troncos y Los Cimanunes (cf. Figs. 3 Y6). Etapa~: se caracteriz6 por 13 milxima retrogradacion del sistema de abanico aluvial - fluvial efimero de las fo=aciones, ligada ala perdida de expresion topograflca del area fuente de detritos durante un estadio caracterizado por el ascenso relativo del nivel de base. El sistema de barreal expefr mento su mayor expansion hacia la zona de cabecera del abanico aluvial. Asimismo los depositos eolicos habnan perdido expre sion 0 pasaron a ocupar sectores marginales del barreal. Los depositos correspondientes aparecen en el tramo cuspidal de los perflles del flanco oriental del Potrero de 13 Aguada (secciones A, B Y C Fig. 1 Y Figs. 3 Y 4), a partir del punto en donde las facies que componen el sistema de barreal se tornan ampliamente predominantes. Etapa 4: se inicia el desarrollo de la secuencia ,:,>u~rim:

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~ooiwftnt01oi'a d~

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