TRABAJO PRÁCTICO Nº 11 VIAJE DE CAMPO – VALLE DE SANTA MARÍA (CATAMARCA, TUCUMÁN Y SALTA) Los objetivos de la excursión son: 1. describir depósitos loésicos y estructuras orgánicas (crotovinas) asociadas en Tafí del Valle (Tucumán), 2. describir e interpretar depósitos conglomerádicos (composición, estructuras y paleocorrientes) en el Infiernillo y en Puesto de Díaz (Tucumán), 3. mapeo geológico con fotos aéreas y gps del Mioceno sedimentario de la quebrada de Juijuil y de la quebrada del Recodo (Catamarca), 4. descripción en detalle de un perfil estratigráfico de parte de la Fm San José (Mioceno medio) en la quebrada del Recodo, y 5. arquitectura aluvial con fotomosaicos a color (descripción de rodados, paleocorrientes, discordancias y fallas) en la quebrada de Arca Yacu (Salta). I - Introducción Los depósitos sedimentarios de edad miocena media a superior (aprox. 3000 m de espesor) se apoyan sobre rocas metamórficas e ígneas del Precámbrico. Las unidades sedimentarias están reunidas bajo el nombre de Grupo Santa María, el cual en sus diferentes formaciones ha brindado una interesante reserva de mega y microfósiles representativos de distintos grupos taxonómicos, que han sido compendiados recientemente (Gavriloff et al., 1998; Esteban, 1998; Powell, 1998). A modo ilustrativo se mencionan a continuación sus más conspicuos representantes: - Vertebrados: pequeños peces y escamas aisladas; piezas de caparazones de tortuga; escasos restos de aves. Mamíferos referidos a notoungulados, litopternos, xenartros y marsupiales. - Invertebrados: foraminíferos, espículas de poríferos, ostrácodos, moluscos bivalvos y gasterópodos. - Vegetales: esporas de algas y hongos, frústulos de diatomeas, girogonites de carofitas, tallos de articuladas, frondes de helechos, polen, hojas y troncos de Angiospermas. La base de la sucesión sedimentaria es asignada como contemporánea y relacionada a la Ingresión Marina Paranaense. El resto de los depósitos son de tipo continental: abanicos aluviales, sistemas fluviales y lagos. Durante el viaje de campo se podrán apreciar importantes cambios geográficos, geológicos y de vegetación. En un trayecto menor a los 100 km se atraviesan áreas climáticas muy bien definidas: un clima subtropical húmedo (selva Tucumano-Oranense, desde el pie de monte hasta 1500 m de altura), un clima templado de altura (tipo sabana en un valle a 2000 msnm) y finalmente una zona árida a semi-árida. Además, durante el recorrido se atraviesan áreas de gran importancia arqueológicas, donde pueden observarse antiguas construcciones de viviendas, corrales y terraplenes o terrazas de cultivos (Cultura Tafí). Finalmente entraremos en el valle de Santa María (o Yokavil, culminación austral de los valles Calchaquíes) en donde estuvieron asentados los indios Quilmes. II – Fisiografía La provincia de Tucumán está caracterizada por una serie de cordones montañosos elevados, ubicados al oeste y noreste de la provincia (Fig. 11.1), las sierras están orientadas en una dirección nortesur con alturas que van de 800 m a 5000 m. Las montañas de mayor altura son Aconquija, Quilmes y las Cumbres Calchaquíes (4000 a 5500 m). Una extensa llanura con suave pendiente se encuentra hacia el este de la provincia y en ella se desarrolla en forma intensiva el cultivo de caña de azúcar, hortalizas, granos y cítricos. Las montañas del oeste principalmente forman las cuencas imbríferas de los numerosos ríos permanentes que corren hacia el este y que confluyen en un colector principal que es el río Salí, el cual desagua en el embalse de Termas de Río Hondo, provincias de Tucumán y Santiago del Estero (Fig. 11.1).

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Figura 11.1. Mapa de la Provincia de Tucumán con sus principales rasgos geográficos. III - Descripción del Recorrido El recorrido inicial es hacia el sud-sudeste (saliendo de San Miguel de Tucumán, ubicado a 350 msnm); las rutas son provinciales y nacionales y están construidas en el pie de monte tucumano. En la localidad de Acheral, se comienza a viajar hacia el oeste, ascendiendo paulatinamente y entrando en la quebrada del río Los Sosa, la que presenta una vegetación exhuberante que corresponde a la selva tucumano-oranense. Luego de unas decenas de kilómetros la ruta comienza a ser una cuesta con lugares pintorescos como el Monumento al Indio, la Heladera o el Fin del Mundo. A medida que se asciende, el camino se va separando del río que corre por la quebrada, quedando en algunos lugares hasta 150 m por encima. Después de que la ruta supera los 1500 msnm hay un importante cambio en la vegetación, reduciéndose ésta a un bosque de alisos, luego ya cerca de los 2000 msnm a pastizales de gramíneas y arbustos bajos. El valle de Tafí es un ensanchamiento de la misma quebrada en el cual se pueden observar puntos de interés geológicos, donde se hará la primera parada. 79

Pasando el dique La Angostura y la ciudad de Tafí del Valle comienza un nuevo ascenso que nos llevará a un abra a 3042 msnm conocida como El Infiernillo; cerca de este punto se realizará la segunda parada. Desde El Infiernillo, el camino desciende hacia el valle de Santa María. Los afloramientos del Terciario Superior comienzan a ser importantes en exposición lateral y potencia; algunas unidades tienen colores característicos que permiten un fácil reconocimiento. En un punto de vista panorámico cercano al lugar llamado Castillo de las Brujas se realizará la tercera parada, este punto está muy cerca del Observatorio Astrofísico de Ampimpa donde se realizan tareas de investigación y campamentos educativos para estudiantes de 12 a 17 años. Desde este punto panorámico se observa parte del valle de Santa María y la sierra de Quilmes. El valle está orientado nornoroeste-sursureste, tiene aproximadamente 20 km de ancho y 100 km de largo, en el fondo del valle y contra el flanco oriental de la sierra de Quilmes corre el río Santa María (de norte a sur) (Fig. 11.2). Continuando por la ruta cruzamos a la provincia de Catamarca y tenemos una vista general de todas las unidades sedimentarias que afloran en el valle (Cuadro 11.1); aquí se realizará la cuarta parada para mostrar cada unidad y familiarizarse con las características estratigráficas y de colores. Nuestro destino final del primer día será la ciudad de Santa María (Catamarca). IV – Geología Los depósitos cenozoicos del Valle de Santa María han sido estudiados desde fines del siglo XIX y principios del siglo XX por el interés paleontológico que estos representan. La nomenclatura estratigráfica ha sufrido modificaciones de acuerdo a los autores que estudiaron los depósitos y al objetivo del trabajo propuesto (paleontológico o estratigráfico). Una de las últimas reconsideraciones realizadas sobre la estratigrafía del valle fue realizada por Bossi y Palma (1982) que ha sido complementada recientemente por algunas consideraciones tectónicas y ambientales en Bossi et al. (2001). El Cuadro 11.1 resume la información estratigráfica, paleontológica y tectónica de los afloramientos en el valle. A continuación se presenta una síntesis con las principales características de cada unidad. Basamento cristalino: Los núcleos de los cordones montañosos están formados por rocas metamórficas que evolucionaron a partir de sedimentos originalmente marinos, depositados durante el PrecámbricoCámbrico y por cuerpos plutónicos (Toselli et al., 1984). La sierra del Aconquija y la sierra de Quilmes presentan superficies pedimentadas sobre las cuales es posible observar depósitos sedimentarios del Terciario (ver imagen satelital). Cubierta Sedimentaria: La Formación Saladillo se encuentra depositada sobre el basamento cristalino peneplanizado. Está formada por conglomerados, areniscas y limolitas fluviales rojo ladrillo (Galván y Ruiz Huidobro, 1965) con espesores entre 100 y 350 m (Bossi y Palma, 1982). Afloran en forma saltuaria a lo largo de todo el valle y por falla en los flancos de la sierra del Aconquija. Los estudios de proveniencia y composición de los rodados indican un área fuente metamórfica, esta unidad se interpreta como una secuencia de prerift. Grupo Santa María La Formación San José con un espesor de 200 m se apoya en discordancia (paraconcordancia; Bossi y Palma, 1982; Bossi et al., 1998) sobre los depósitos de la Formación Saladillo. La unidad está compuesta por depósitos de arcilitas y margas verdes laminadas o en estratos de poco espesor. En esta formación se encontraron importantes asociaciones fosilíferas que se mencionan brevemente: - Foraminíferos rotálidos que Gavriloff y Bossi (1992) vinculan a la ingresión marina miocena, ostrácodos (Cyprideis herbsti) y moluscos (bivalvos del género Neocorbicula y gasterópodos como Littoridina entre otros; Gavriloff y Bossi, 1992; Gavriloff et al., 1998), - Troncos de Angiospermas de la subfamilia Mimosoideae, hojas de Malvaceae (Anzotegui y Cristalli, 2000) y Mirtáceas (Gavriloff et al., 1998), - Peces de la Familia Poecilidae. Los depósitos lacustres corresponden a dos secuencias, una regresiva y otra transgresiva; esta última presenta facies costeras (Gavriloff y Bossi, 1992). La Formación Las Arcas alcanza una potencia de 450 m y el contacto inferior es transicional. Se caracteriza por presentar depósitos de areniscas y conglomerados finos fluviales rojos. Los estudios petrográficos de Villanueva García y Ovejero (1998, 1999) indican que en la Formación Las Arcas existe un aumento relativo de los líticos volcánicos, lo que se asocia a una importante actividad volcánica 80

extracuencal.

Cuadro 11.1. Estratigrafía de las unidades aflorantes en el Valle de Santa María (tomado de Bossi et al. 2001) La Formación Chiquimil con un espesor de 600 m se caracteriza por los depósitos lacustres 81

amarillo verdosos en la parte inferior y depósitos fluviales arenosos y conglomerádicos en la sección superior (Ibañez, 2001); lateralmente hacia el norte los depósitos lacustres reemplazan a los fluviales y en el extremo norte del valle se han depositado evaporitas interpretadas como sabkha continental (Ibañez, 2001). Esta secuencia tiene un importante registro fósil, destacándose los vertebrados mamíferos de edad Friasense (Marshall y Patterson, 1981), invertebrados (moluscos y gasterópodos, Ibañez 2001) y palinomorfos (Mautino et al., 2000). En el sector sur del valle, se han identificado facies de conglomerados de abanicos aluviales que se encuentran intercaladas dentro de la Formación Chiquimil y que han sido denominadas como Paraconglomerado Ampajango. La Formación Andalhuala tiene una potencia de 1200 m y está constituida por limolitas, areniscas y conglomerados que han sido interpretados como un sistema fluvial enlazado de baja sinuosidad (Georgieff, 1998), en algunos segmentos abandonados del río se formaron pequeñas lagunas en las que se identificaron restos de Equisetum L. (Durango et al., 1997). Esta unidad se caracteriza por fauna mamífera Huayqueriense recolectada en la localidad de Entre Ríos (Marshall y Patterson, 1981; Nasif et al., 1995, 2000), invertebrados (moluscos y gasterópodos fósiles, Georgieff, 1998), vegetación de gramíneas (Latorre et al., 1997) y troncos silicificados (Peirano, 1956; Lutz, 1987). La base de la Formación Andalhuala ha sido datada por Marshall y Patterson (1981) en 6,02 Ma. La Formación Corral Quemado tiene un espesor de 270 m y reemplaza completamente a la Formación Andalhuala hacia el sur del valle, es decir que el pasaje entre estas unidades es transicional. Los depósitos están integrados por conglomerados que forman ciclos grano y estrato crecientes que se interpretan de ambiente de abanicos aluviales. La característica distintiva de esta unidad es que composicionalmente los rodados son mayormente metamórficos. La Formación Yasyamayo alcanza una potencia de 150 m y está formada por areniscas y conglomerados mayoritariamente de composición volcánica y que corresponden a una sedimentación de abanicos aluviales (Galván y Ruiz Huidobro, 1965; Carrión, 1973). Existe una relación discordante entre esta unidad y la Formación Corral Quemado que puede ser observada en la segunda parada de esta excursión, en la Quebrada de Amaicha. V – Paradas 1º día de viaje Parada 1 - Tafí del Valle: sobre ruta provincial 307 (Figura 11.2). El valle de Tafí se encuentra a una altura promedio de 2000 msnm y las precipitaciones son menores a 400 mm anuales. Es un valle estrecho, más o menos plano con pendiente hacia el sursureste; presenta casi en el centro un stock granítico que se eleva más de 600 m sobre el piso del valle y que recibe el nombre de Loma Pelada. Al pie de ésta se encuentra el embalse La Angostura. Los depósitos sedimentarios de este valle han sido estudiados por Collantes et al. (1993), quienes han identificado y definido una unidad litoestratigráfica que denominaron: Formación Tafí del Valle. Esta unidad está caracterizada principalmente por loess, con desarrollo de varios niveles de paleosuelos y un banco cinerítico, en estratos subhorizontales. Los depósitos de loess se apoyan en discordancia sobre filitas precámbricas y en algunos sectores sobre depósitos terciarios; el techo está cubierto en discordancia por cenoglomerados filíticos y/o graníticos; en algunos sectores se observa un pasaje transicional (alternancia) del loess con el cenoglomerado. En general, el paisaje corresponde a bajadas de abanicos aluviales que cubren a los depósitos de loess; se puede observar la geometría convexa y algunas estructuras de gran escala. Los procesos de remoción en masa son muy activos y están presentes en todos los sectores con cierta pendiente. En el lado norte (derecho) de la ruta se puede observar los depósitos de loess típicos de la Formación Tafí del Valle y un banco de cenizas volcánicas intercalado. Sobre el lado sur (izquierdo) de la ruta se aprecia nuevamente los depósitos de loess, se podrán identificar algunos niveles de paleosuelos y se destaca la presencia de crotovinas de unos 50 cm de circunferencia y que por sectores forman estructuras alargadas de unos 4 a 5 metros de longitud. Preste atención al tipo de relleno de las crotovinas, laminaciones paralelas con alternancia de limo de distintas tonalidades y en algunos sectores puede observarse estructuras de colapso. Es posible encontrar pequeños fragmentos de huesos o placas. El contenido paleontológico de vertebrados está basado principalmente en grandes mamíferos fitófagos del Pleistoceno (Sayago et al., 1987; Powell et al., 1992, 1993). Los restos encontrados corresponden a esqueletos incompletos parcialmente articulados de perezosos (Megatherium americanum, Mylodontinae y Scelidontheriinae), gliptodontes y roedores caviomorfos que conforman una típica asociación del Pleistoceno sudamericano. Esta asociación de mamíferos permite asignar una 82

edad Pleistoceno Superior (Edad Mamífero Lujanense) para los depósitos de la Formación Tafí del Valle (Collantes et al., 1993). Tarea: Identifique estratos y mida en forma expeditiva el espesor de los depósitos de loess. Identifique el sustrato de estos depósitos y describa su composición. Identifique y defina la posición y el tamaño de las crotovinas. Identifique algún estrato que pueda servir para establecer la edad absoluta de la sucesión. Identifique y mida las concreciones y rizoconcreciones. Parada 2 – 2 km antes del Infiernillo El abra de El Infiernillo está a 3042 msnm; es una zona ventosa con clima inhóspito por la altura aunque no es frecuente que se padezca de “soroche” o puna. A partir del Puesto de Juan Díaz la ruta comienza a descender hacia el valle de Santa María; hacia la derecha se observa un arroyo que unos kilómetros más abajo se transforma en el río Amaicha, y es el que provee parte del agua potable a la población de Amaicha del Valle; el resto del abastecimiento de agua proviene de perforaciones. Note que la vegetación, aunque continúa siendo de gramíneas y arbustos, comienza a dejar zonas del suelo sin cubrir. Las montañas hacia el sur (izquierda) corresponden a la sierra del Aconquija mientras que hacia el norte (derecha) corresponden a las Cumbres Calchaquíes. Depósitos de flujos de detritos (debritas) formados durante un único evento catastrófico. Flujos hiperconcentrados, arreglo vertical de facies y distribución areal. Tarea: Realice un dibujo esquemático de la barranca con la identificación de los elementos que permiten caracterizar el depósito de debritas. Parada 3 - Puesto de Juan Díaz: Discordancia en el Neógeno, (Figura 11.3). Los objetivos de esta parada son reconocer las unidades superiores del Grupo Santa María (PlioPleistoceno) y ver la relación estratigráfica que guardan entre sí. Los afloramientos al sur de la ruta son depósitos que pertenecen a las formaciones Corral Quemado y Yasyamayo; note la composición de los rodados (volcánicos o metamórficos) y la diferencia de tamaño entre los rodados que son las características diagnósticas para su diferenciación. En general, los conglomerados se caracterizan por ser cuerpos potentes sin ordenamiento interno aparente, aunque se observan algunos lentes de arena que sirven para diferenciar los distintos episodios de depositación de estos conglomerados. Tarea: describa la composición de los rodados, realice mediciones de tamaños de grano y direcciones de paleocorrientes. Establezca un criterio para identificar unidades litoestratigráficas. En base a sus descripciones y a la bibliografía diferencie las Formaciones Corral Quemado y Yasyamayo.

Parada 4 - Castillo de Las Brujas, (Figura 11.3), alternativo. Este punto panorámico conocido como Balcón de Ampimpa es una buena oportunidad para observar el valle de Santa María limitado por las sierras de Aconquija, Quilmes y las Cumbres Calchaquíes y algunas unidades sedimentarias. Casi en el centro de la quebrada aparece un promontorio de unos 80 m de alto que los lugareños llaman Castillo de las Brujas. Es notable el cambio en la vegetación destacándose sólo pastizales raleados y cardones que forman un curioso paisaje agreste. En esta parada se pueden observar las unidades inferiores del Grupo Santa María y su relación con el basamento cristalino de la sierra del Aconquija. Hacia el sur se observa el basamento cristalino; en él puede identificarse una superficie fuertemente erosionada que originalmente correspondió a una peniplanicie (basamento cristalino labrado por acción eólica hasta formar una planicie) sobre el cual se depositaron las capas rojas que pueden observarse hacia la izquierda y que se estiman tienen más de 15 Ma (Formación Saladillo). El conjunto tiene un buzamiento aproximado de 35º hacia el nornoroeste que disminuye hacia el centro de la quebrada (hacia el observador). El Castillo de las Brujas está formado, de base a techo, por sedimentitas verdes, rojas y amarillo verdosas que corresponden a las formaciones San José, Las Arcas y Chiquimil, respectivamente. Hacia el centro del valle de Santa María pueden observarse otra serie de lomadas de colores rojizos que corresponden a la Formación Las Arcas. En dirección sudoeste se puede observar un sinclinal abierto que tiene dirección norte–sur y que corresponde principalmente a las formaciones Andalhuala y Yasyamayo. Esta última observación es de importancia para compararla con los pliegues que se verán en la próxima parada.

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Parada 5 - Bajada a Santa María, (Figura 11.2). Esta parada, ya en territorio catamarqueño, permite apreciar la extensión e imponencia de los afloramientos terciarios. Se observa a casi todas las unidades del Grupo Santa María y se pueden obtener fotografías que son postales típicas de los Valles Calchaquíes. La aridez del valle y los cambios en las condiciones climáticas (temperatura, humedad y viento) son muy evidentes y la vegetación se ha reducido a pastizales y arbustos aislados (brea, jarilla y retamas) y algunos árboles (algarrobos) generalmente de poco porte debido a que son utilizados como leña, artesanías y para la construcción en forma intensiva. Este algarrobal totalmente depredado, es el resto del “bosque en galería” que acompaña al río Santa María. Sólo en las ciudades se observan árboles introducidos (álamos, eucaliptos y sauces) de mayor desarrollo pero que requieren de cuidados constantes. Las unidades sedimentarias son relativamente fáciles de diferenciar debido a sus características litoestratigráficas y colores. El buzamiento de todas las unidades es hacia el este; los cambios de rumbo son los principales indicadores de los efectos tectónicos que afectaron a estas unidades hacia el final del Terciario. De derecha a izquierda se pueden identificar a las formaciones San José (verde) y Las Arcas (rojas) con fuertes buzamientos; la Fm. Chiquimil (castaña amarillenta) es menos resistente a la erosión y forma un bajo; y finalmente la Fm. Andalhuala (castaña y gris) presenta un importante paredón de unos 200 m de altura. Es relativamente sencillo observar que las unidades inferiores tienen rumbos distintos y buzamientos mayores que la Fm. Andalhuala; esto se explica por una discordancia interna en esta última y que se asocia a la etapa de elevación de las sierras de Quilmes y Aconquija (Georgieff, 1998).

2º día de viaje Parada 1 Quebrada de Juijuil. Afloramientos del Grupo Santa María. Parada 2 Río de El Recodo. Afloramientos del Grupo Santa María. Tarea: Reconocimiento de las diferentes unidades litoestratigráficas. Observe los contactos entre las diferentes formaciones, determine discordancias, paraconcordancias y/o concordancias. Mida rumbo y buzamiento de los estratos en cada unidad y una descripción de la facies principal en cada uno de los puntos de control. Con la ayuda de las fotografías aéreas ubique las diferentes unidades litoestratigráficas que componen el Grupo. Esquematice un mapa geológico (vías de accesos, afloramientos de basamento y terciario, ciudades y pueblos). 3 día de viaje Río El Recodo, (Figura 11.2). El camino que corre a través de esta quebrada es una buena oportunidad para realizar observaciones de detalle de las características litológicas (tamaño de grano, laminaciones y estructuras) y de algún material paleontológico que eventualmente pueda ser coleccionado. Los pastizales casi han desaparecido y la vegetación se reduce a algarrobos, breas y retamas que se encuentran en las márgenes de los arroyos. La sucesión terciaria que vamos a observar se compone de las Formaciones San José, Las Arcas y Chiquimil. Tarea: Relevamiento de un perfil sedimentológico de detalle a escala apropiada, mediante el uso de la planilla codificada de Bossi et al. (1979) (copia al final de la guía) y tabla de colores (Munsell Rock Color Chart Geological Society of America).

4º día de viaje Parada 1 – Camino entre Tolombón y Hualinchay (Salta y Tucumán), Descripción de depósitos lacustres y litorales de la Fm San José. Descripción y medición de rodados e imbricaciones en depósitos conglomerádicos pleistocenos. Tarea: Describir el afloramiento con un fotomosaico a color. Medir la orientación (con brújula) y la extensión del afloramiento en la cara observada. Reconocer los cambios laterales y verticales de facies. 84

Establecer jerarquías de las superficies límites, es decir poner un orden de importancia y cronológico entre ellas. Identificar las fallas y discordancias presentes y la relación entre ellas. Realizar estimaciones de las direcciones de paleocorrientes.

Materiales Necesarios: Fotocopias de planillas codificadas para perfil sedimentológico, acetato, film o papel mayla (del tamaño de una fotografía aérea), lapiceras indelebles, lápiz y goma, brújula, piqueta, cinta métrica. VI - Elaboración del Informe - Elabore un informe del viaje de campo con las diferentes paradas y unidades litoestratigráficas observadas. Describa cada una de las formaciones que componen el Grupo Santa María (auxilio de consulta bibliográfica) - Dibujar perfiles estratigráficos de detalle y correlacionarlos en dos vistas del corte del afloramiento (3D). - Dibujar en un diagrama en planta los diferentes elementos constituyentes ambiente fluvial. Ubicar las mediciones de paleocorrientes en dichos diagramas e interpretar direcciones del flujo en el canal, dirección de crecimiento de las barras. Si es posible esbozar un bloque diagrama con las conclusiones.

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Figura 11.2. Mapa geológico del sector centro sur del Valle de Santa maría (Yokavil)

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Figura 11.3. Geología de la quebrada de Amaicha (tomado de Bossi et al 1984)

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