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INTRODUCCIÓN
A partir del Cretácico Superior comenzaron a desarrollarse sistemas de fajas plegadas y corridas en diferentes sectores de la cuenca Neuquina (Fig. 1a; 30-40°S) (Cobbold y Rosello 2003; Howell et al., 2005; Tunik et al., 2010). Este fenómeno, importante a escala regional, está relacionado con un cambio en el régimen tectónico, desde uno extensional en el retroarco a uno contraccional. Dicho cambio se relaciona a la componente normal de velocidad absoluta de la placa superior que excede la tasa de retroceso de la losa (slab roll-back) (Ramos, 1999; Mpodozis y Ramos 2008; Schellart, 2008; Balgord, 2017). El inicio del régimen contraccional está registrado, según dataciones U-Pb en circones detríticos, alrededor de los 100-107 Ma (Gómez et al., 2021 y referencias allí citadas). Debido a estos procesos, los sistemas de drenaje cambiaron su dirección de escorrentía, pasando a ser principalmente desde el oeste. Durante aproximadamente 30 Ma, se depositaron sedimentos provenientes de la erosión de la faja plegada y corrida y del aporte de un arco volcánico coetáneo a la sedimentación (Tunik et al., 2010; Di Giulio et al., 2012; Balgord y Carrapa, 2016; Fennell et al., 2017; Borghi et al., 2019; Gómez et al., 2019, 2021). Sin embargo, a fines del Cretácico Superior (Maastrichtiano), y a partir de eventos de escala regional que continúan en discusión, se produjo la primera transgresión marina procedente del Atlántico en la cuenca Neuquina. Este nuevo contexto tectónico en la cuenca estaría vinculado a procesos de flexura de la placa superior por carga orogénica, cambios eustáticos a nivel global, subsidencia dinámica o una combinación de estos. Durante ese intervalo de tiempo y parte del Paleoceno, gran parte de la Patagonia estuvo cubierta por un mar epicontinental somero (Aguirre-Urreta et al., 2011; Scasso et al., 2012; Gianni et al., 2019).
Figura 1 a) Mapa de ubicación del área de estudio en el contexto de la cuenca Neuquina y la extensión del frente orogénico para el Cretácico Superior. AM: Auca Mahuevo, LP: Lago Pellegrini. b) Área Natural Municipal Protegida (ANMP) Paso Córdoba y ubicación del área de estudio. El punto rojo indica la posición del valle de la Luna Rojo (VLR) donde Díaz-Martínez et al. (2018) describieron huellas de vertebrados asignadas a dinosaurios hadrosauridos. c) Sección estratigráfica de detalle del área de estudio. La muestra APC01-20 fue extraída del nivel medio a superior (estrella amarilla). d) Fotografía de campo mostrando el tope de la sección relevada y el contacto entre las asociaciones de facies de interduna húmeda (II) e interduna seca y dunas (III).
Paso Córdoba, localidad ubicada al sur de General Roca, Río Negro (Fig. 1b), cuenta con excelentes afloramientos del Cretácico Superior (Díaz-Martínez et al., 2018). Según Hugo y Leanza (2001) las unidades que comprenden este intervalo en el área de estudio corresponden a las formaciones Bajo de la Carpa y Anacleto que integran la parte superior del Grupo Neuquén sobre el que se dispondría en discordancia erosiva la Formación Allen del Grupo Malargüe. Paz et al. (2014) y Díaz-Martínez et al. (2018), realizaron estudios sedimentológicos e icnológicos de detalle en el área, discutieron el contacto entre las unidades mencionadas y propusieron un pasaje transicional entre las formaciones Anacleto (facies lacustres/ fluviales) y Allen (facies eólicas). Las edades de las formaciones Anacleto y Allen se basan en datos magnetoestratigráficos y bioestratigráficos obtenidos en otras localidades ubicadas al oeste y norte del área de estudio. Dingus et al. (2000) propusieron una edad máxima depositacional campaniana inferior-media (78,3 Ma) para la Formación Anacleto mediante el análisis de 12 muestras paleomagnéticas en la zona de Auca Mahuevo (Neuquén). Mientras que niveles asignados a la suprayacente Formación Allen, en el área del Lago Pellegrini, provincia de Río Negro, contienen una fauna de ostrácodos del intervalo Campaniano superior-Maastrichtiano inferior (Ballent, 1980).
El objetivo principal de esta contribución es dar a conocer las primeras edades U-Pb en circones detríticos de depósitos asignados a la Formación Anacleto en los afloramientos más orientales de la cuenca Neuquina. Además, se realizó el análisis sedimentológico de detalle de la sección con el propósito de discutir las características paleoambientales y la procedencia de los sedimentos.
MARCO GEOLÓGICO
La cuenca Neuquina (Fig. 1a; 30°-40°S y 72°-67°O) comprende una sucesión sedimentaria que refleja la interacción entre controles tectónicos, cambios en el nivel del mar y actividad volcánica que, controlaron el desarrollo de condiciones marinas y no-marinas (Howell et al., 2005). La evolución de la cuenca estuvo controlada por variaciones en la zona de subducción, con períodos de baja inclinación hasta subhorizontales en relación a la losa que subducta, que alternan con períodos de mayor empinamiento y el consecuente retroceso del arco magmático (Ramos et al., 2011; Gianni et al., 2020). La evolución tectónica de la cuenca y su relleno sedimentario, puede dividirse en tres etapas principales: una fase extensional con el desarrollo de cuencas tipo rift (desde el Triásico Inferior hasta el Jurásico Inferior), evidenciado por depocentros aislados con características estructurales y estratigráficas propias (Manceda y Figueroa, 1995; Franzese y Spalletti, 2001; Scivetti y Franzese, 2019; Bechis et al., 2020; D’Elia et al., 2020 y referencias allí citadas); una etapa de post rift (Jurásico Inferior hasta Cretácico Inferior) causada por un intervalo de subsidencia termal (Uliana y Legarreta, 1993; Legarreta y Uliana, 1996; Schwarz et al., 2016) y una etapa de antepaís (Cretácico Inferior tardío hasta el Cenozoico)(Ramos y Folguera, 2005; Mpodozis y Ramos 2008; Tunik et al., 2010; Naipauer y Ramos, 2016; Horton, 2018; Gómez et al., 2021).
En Paso Córdoba (Figs. 1 a-b) se hallan expuestas sucesiones sedimentarias acumuladas durante la etapa de antepaís de la cuenca Neuquina. Las unidades del Cretácico Superior constituyen la sucesión aflorante más oriental de la cuenca e incluye a las formaciones Bajo de la Carpa y Anacleto que conforman la parte superior del Grupo Neuquén y la Formación Allen, base del Grupo Malargüe.
La sucesión se completa con rocas continentales y volcaniclásticas del Mioceno-Plioceno correspondientes a las formaciones Chichinales y El Palo (Hugo y Leanza, 2001; Peñacorada et al., 2022).
MATERIALES Y MÉTODOS
Sedimentología
Con el fin de realizar un análisis sedimentológico y estratigráfico de detalle, se relevó una sección a escala métrica en un afloramiento cercano a la ruta provincial N°6 (Fig. 1c). Para llevar a cabo este objetivo, se realizó la medición de la sección estratigráfica utilizando el báculo de Jacob y una brújula estructural tipo Brunton, registrando el punto inicial y final mediante el sistema global de posicionamiento (GPS) (de 39° 7’ 38.99” S, 67° 40’ 11.06” O a 39° 7’ 43.60” S, 67° 40’ 9.74” O). Las observaciones de campo permitieron caracterizar las facies sedimentarias a partir de la litología, estructuras sedimentarias (definiendo tipos, dimensiones y orientación), geometría de los cuerpos sedimentarios y variabilidad lateral. Para la nomenclatura de las facies se tomó como base el sistema de códigos de Miall (1996, 2014). Las facies sedimentarias se agruparon en asociaciones de facies (AF) que permitieron definir el ambiente depositacional.
Geocronología
El análisis de edades U-Pb en circones detríticos constituye una herramienta esencial para realizar estudios de procedencia. Además, a partir del análisis estadístico de los datos, es posible obtener la edad máxima depositacional. Con este fin, se realizó el análisis de edades U-Pb en circones detríticos de una muestra (APC01-20 / 39° 7’ 39.70” S; 67° 40’ 10.30” O) correspondiente a una arenisca de grano medio extraída del intervalo estratigráfico que corresponde a la Formación Anacleto, que otros autores incluyeron en niveles inferiores de la Formación Allen (Armas y Sánchez, 2013; Paz et al., 2014; Díaz-Martínez et al., 2018) (Figs. 1c - 2). La trituración, molienda, tamizado y subsecuente concentración y separación de circones, se llevó a cabo en las instalaciones del laboratorio LA.TE. ANDES S.A. Finalmente, la geocronología U-Pb en circones detríticos se realizó mediante LA-ICP-MS (Laser Ablation - Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry), basado en la metodología y datos analíticos propuestos por dicho laboratorio. La metodología completa y datos analíticos se pueden ver en Gómez et al. (2021).
RESULTADOS
Análisis de facies
Facies pelíticas. Las facies de granulometría más fina corresponden a pelitas macizas (Fm) y laminadas (Fl) grisáceas a rojizas (ca. 5-10 m de espesor). Se disponen en bancos poco consolidados, de geometría tabular y extensos lateralmente, alcanzando decenas de metros. En estas facies se identificaron placas de tortugas y moldes de bivalvos asignados a Corbicula sp.
Facies heterolíticas. Las facies heterolíticas alternan entre arenosas y fangosas, con mayor variación en la coloración con respecto a las facies pelíticas, presentan base neta, geometría tabular y espesores de 15-20 cm entre capas. Las heterolitas fangosas muestran moteado, indicativo de procesos edáficos, mientras que las heterolitas arenosas presentan restos de placas de tortugas indeterminadas.
Facies arenosas. Estas facies corresponden a areniscas medianas a finas; macizas (Sm), con laminación ondulítica (Sr), con estratificación paralela (Sp) y estratificación entrecruzada tangencial de bajo y alto ángulo (St). Estas facies se disponen en cuerpos de geometría tabular y lenticular, de centenares de metros de extensión lateral y poco espesor (aprox. 2-3 m). Los bancos lenticulares muestran bases erosivas, mientras que los tabulares, bases netas. Las facies de areniscas macizas, hacia el tope de la sección, se encuentran afectadas por estructuras de deformación por carga. En estas facies se reconocen trazas asignadas a Scoyenia isp. y huellas de saurópodos. Por otro lado, al tope de la sección y en las facies de areniscas con estratificación entrecruzada tangencial y laminación ondulítica se identificaron trazas asignadas a Skolithos isp.
Paleoambiente sedimentario
El análisis de facies permitió reconocer y definir tres asociaciones de facies: (I) asociación de facies lacustre, (II) asociación de facies de interduna húmeda y (III) asociación de facies de interduna seca y dunas (III).
La asociación de facies lacustre (I), está representada por las facies de pelitas macizas (Fm) y laminadas (Fl). El origen de estas facies está asociado a procesos de decantación en zonas de baja energía generados durante el estadio final de decaimiento en la velocidad del flujo (Bridge, 2003). Por otro lado, la presencia de restos de bivalvos asignados a Corbicula sp. indicaría la presencia de cuerpos de agua relativamente estables asociados a un medio de baja energía (Paz et al., 2014).
La asociación de facies de interduna húmeda (II), ubicada en el sector medio y superior de la sección estudiada, está representada por las facies heterolíticas arenosas y fangosas, y por las facies arenosas. Las facies heterolíticas generalmente presentan rasgos pedogenéticos como moteados y bioturbación indiferenciada. En cuanto a las facies arenosas, muestran estructuras de deformación por carga similares a las mencionadas por Díaz-Martínez et al. (2018) y que se interpretan como huellas de saurópodos. La presencia de Scoyenia isp. en las facies de areniscas macizas representa ventanas de colonización y estabilidad del sustrato (Buatois y Mángano,2007). Esta asociación de facies está constituida por facies de areniscas con estratificación entrecruzada tangencial de bajo ángulo y laminación ondulítica. Es común la intercalación de niveles pelíticos entre los sets entrecruzados. En cada evento tractivo es posible reconocer, a partir de la presencia de Skolithos isp., ventanas de colonización en las facies de areniscas macizas. Paz et al. (2014) interpretaron que los sets con entrecruzamiento tangencial de bajo ángulo representan las etapas de migración de las caras frontales de las dunas dentro de las interdunas húmedas, mientras que los niveles delgados de pelitas que alternan entre los sets de las dunas, marcan el restablecimiento de los procesos de sedimentación normal (decantación dominante), dentro de los cuerpos de agua. También se identificaron estructuras de deformación por carga (e.g. estratificación convoluta). La génesis de estas estructuras, que además fueron documentadas por Ponce et al. (2018) en el área de estudio, se relaciona con procesos concomitantes de deslizamiento de sedimentos asociados a una licuefacción parcial del material. En particular, la muestra APC01-20 datada por U-Pb en circones detríticos, fue extraída de la base de esta asociación de facies (II) dadas las características texturales y su importancia en cuanto a su posición estratigráfica (Figs. 1d y 2d).
Por último, y en menor medida, se identificaron facies de areniscas medianas a finas con entrecruzamiento tangencial de alto ángulo (St), en el tope de la sección estudiada (Fig. 1d). Estas facies corresponderían a la asociación de facies de interduna seca y dunas (III).
Las observaciones de campo y el análisis de facies efectuado en este trabajo corroboran la propuesta realizada previamente por Paz et al. (2014) y por Díaz-Martínez et al. (2018), que indicaron un incremento en la aridez del sistema depositacional hacia el tope de la sucesión estudiada.
Edades U-Pb en circones detríticos
El análisis de edades U-Pb en circones detríticos de una muestra de arenisca mediana (APC01- 20), extraída de las facies arenosas, presenta una distribución de patrones multimodal (Fig. 2a). De las 95 edades obtenidas, 84 son concordantes entre 90 y 107 %, considerando las relaciones isotópicas 238U/206Pb y 235U/207Pb (Ver anexo). Los histogramas de frecuencia, diagramas de probabilidad relativa y concordia, obtenidos del análisis de las edades U-Pb en circones detríticos se pueden observar en la figura 2.
La muestra está representada por cinco poblaciones principales; 75 - 126 Ma (Cretácico, 32%), 150 - 200 Ma (Jurásico, 31%), 254 - 282 Ma (Pérmico, 10%), 300 - 349 Ma (Carbonífero, 14%) y 358 - 405 Ma (Devónico, 11%). La muestra contiene además dos edades aisladas que representan el 2% del total (478 Ma, Ordovícico y 1.217 Ma, Mesoproterozoico) (Fig. 2). El pico principal (32%) corresponde a circones de edad Cretácico Inferior tardío-Superior con un youngest graphical peak (YPP) de 81,9 Ma (Campaniano).
Figura 2 a) Diagrama de concordia, histograma de frecuencias y diagrama de probabilidad relativa de las edades U-Pb de la muestra APC01-20. b) Edad máxima depositacional calculada. c) Morfología, spots y edad de algunos de los circones detríticos medidos (montado). d) Afloramiento del intervalo estratigráfico relevado. La muestra APC01-20 fue extraída del nivel correspondiente a facies de interduna húmeda (estrella amarilla).
Edad Máxima Depositacional
La muestra APC01-20 contiene un número significativo de circones con edades U-Pb jóvenes (n= 24), que no solo representan la población principal, sino que pueden usarse para determinar la edad máxima depositacional (EMD).
Para el cálculo de la EMD se tuvieron en cuenta diferentes tipos de mediciones, desde la más robusta a la menos robusta desde el punto de vista estadístico y siguiendo la propuesta de Dickinson y Gehrels (2009). La comparación entre los valores de EMD obtenidos para cada método se muestran en la Tabla 1. A partir del análisis de los datos, la media ponderada del grupo de circones más jóvenes, de dos o más edades que se superponen con una incertidumbre de 1σ, fue la estimación que mejor se ajustó en la muestra (YC1σ, +2). Esto es debido a que dicha estimación, en comparación con las demás, incluye: 1) un mayor número de circones jóvenes utilizados para el cálculo (n=11), dando mayor robustez al dato, 2) una probabilidad igual a 0,98, 3) una menor dispersión de los datos (1σ) y 4) un MSWD, que corresponde a la media cuadrática de desviaciones ponderadas o también conocida como estadístico de Chi cuadrado reducido, dentro de los rangos de aceptación (Spencer et al., 2016). De esta manera, la muestra de arenisca estudiada arroja una EMD de 78,6 ± 1,7 Ma (1σ/n = 11 / MSWD= 0,32) (Fig. 2b).
Tabla 1 Resultados del cálculo de la Edad Máxima Depositacional siguiendo la metodología propuesta por Dickinson y Gehrels (2009). ED: Edad depositacional; YPP: pico gráfico de edad más joven; YGC 1 σ (2+): media ponderada del grupo de circones más jóvenes, de dos o más edades que se superponen con una incertidumbre de 1σ; YGC 2 σ (3+): media ponderada del grupo de circones más jóvenes, de tres o más edades que se superponen con una incertidumbre de 2σ; YDZ: edad del circón más joven.
DISCUSIONES
Análisis de Procedencia
El patrón de edades multimodal de la muestra es coincidente con otros patrones de edades obtenidas para el Grupo Neuquén al oeste y noroeste del área de estudio, con algunas diferencias en cuanto al porcentaje de cada población (Gómez et al., 2021 y referencias allí citadas). Los granos más euhedrales a subhedrales, con formas prismáticas y bipirámidales, corresponden a los circones con edades Cretácico Superior, Jurásico y Pérmico (Fig. 2c) e indicarían una posible fuente magmática.
El pico principal y más joven (32%) corresponde a circones de edad Cretácico Superior (n=24), con valores que van desde 75 a 90 Ma y en menor medida del Cretácico Inferior (n=3) con edades de 107, 110 y 126 Ma. Algo importante para destacar, es la cantidad de circones jóvenes del Cretácico Superior obtenidos en la muestra analizada, en comparación con muestras del mismo intervalo estratigráfico en otros sectores de la cuenca (Tunik et al., 2010; Di Giulio et al., 2012; Balgord y Carrapa, 2016; Fennell et al., 2017; Borghi et al., 2019; Gómez et al., 2019). La presencia de estos circones puede ser producto de: (1) el reciclado de depósitos sedimentarios del Cretácico Superior ubicados al oeste del área de estudio, (2) el transporte de material volcánico ubicado en la zona de retroarco o (3) la presencia de niveles tobáceos de caída retrabajados. Este es un aspecto interesante y a seguir evaluando en el área de estudio, dado que se ha propuesto el cese del aporte de sedimentos desde el arco magmático, como producto del crecimiento del orógeno Andino y/o disminución en la actividad del arco durante el Cretácico Superior (Gómez et al., 2021). Por otro lado, los circones de edad Cretácico Inferior podrían estar asociados a la erosión de depósitos correspondientes al Grupo Bajada del Agrio en sectores ubicados al oeste del área de estudio (Tunik et al., 2010; Lescano et al., 2021; Naipauer et al., 2022).
Por su parte, el segundo pico importante de edades (31%), corresponde a circones Jurásicos, que van desde 150 a 200 Ma. La fuente de estos circones podría estar asociada tanto a la erosión de rocas volcánicas jurásicas correspondientes a unidades del ciclo Precuyano y/o a la erosión de sucesiones continentales de los grupos Cuyo y Mendoza de la cuenca Neuquina al oeste del área de estudio (Naipauer et al., 2015; Spalletti et al., 2010; D’Elia et al., 2015; Naipauer et al., 2018). Otras fuentes probables de estos circones podrían ser las rocas magmáticas del Jurásico Temprano a Medio, ubicadas al sur, en el Macizo Nordpatagónico (ver síntesis sobre las unidades geológicas Jurásicas y edades disponibles en esta región en Zaffarana et al., 2020 y González et al., 2022).
Respecto a los circones paleozoicos, aquellos con edades del Carbonífero y Pérmico (24%) podrían derivar de rocas pertenecientes al magmatismo Choiyoi y pre-Choiyoi (sensuSato et al., 2015). Estas rocas afloran en el Macizo Norpatagónico, Precordillera Neuquina Norte y Sur, Cordillera Patagónica Septentrional y bloques de Las Matras y Chadileuvu (Varela et al., 2005; Pankhurst et al., 2006; Suárez et al., 2008, 2013; Hervé et al. 2013, 2018; Sato et al. 2015; Martínez Dopico et al., 2017, 2019; Luppo et al., 2018, 2019, entre otros). Por otra parte, los circones con edades devónicas (11%) podrían provenir de áreas fuente ubicadas en la Cordillera Patagónica Septentrional y Umbral de Sañico, donde afloran granitoides con edades similares a las obtenidas para estos circones (Varela et al., 2005; Pankhurst et al., 2006; Hervé et al., 2016; Serra-Varela et al., 2021). Asimismo, no se descarta que los circones del Paleozoico deriven del reciclado de rocas de los grupos Cuyo y Mendoza (Naipauer et al., 2015, 2018).
Estratigrafía de Paso Córdoba: alcance e implicancias de la nueva Edad Máxima Depositacional
Tanto en los trabajos pioneros de Wichmann (1916) y Weber (1964, 1968), como en los más recientes realizados en el área de estudio por Hugo y Leanza (2001), Armas y Sánchez (2013), Paz et al. (2014) y Díaz-Martínez et al. (2018), se reconoce la dificultad para ubicar el límite entre las unidades del Cretácico Superior aflorantes en el área de estudio (formaciones Anacleto y Allen). Esto es debido a que, si bien históricamente se reconoció en esta zona la presencia de la Formación Allen, la litología, interpretación paleoambiental y tipo de contacto de esta unidad con la subyacente Formación Anacleto, difiere mucho cuando se comparan sucesiones del mismo intervalo estratigráfico en otros sectores de la cuenca Neuquina. Por otro lado, las edades para estas unidades se basaban en datos magneto estratigráficos (Dingus et al., 2000) y bioestratigráficos (Ballent, 1980) obtenidos fuera del área de estudio.
Hugo y Leanza (2001) mencionaron la presencia de la discordancia Huantraíquica en el área de estudio. Estos autores señalaron la presencia de una discordancia erosiva entre las formaciones Anacleto y Allen en Paso Córdoba, que sería equivalente a la discordancia observada entre estas unidades en otros sectores de la cuenca (Leanza, 2009). Sin embargo, estudios posteriores propusieron un pasaje transicional entre ambas unidades (Armas y Sánchez, 2013; Paz et al., 2014; Díaz-Martínez et al., 2018).Este pase transicional coincide con un cambio de facies que muestra una aridización del sistema depositacional que pasa de un ambiente lacustre a otro predominantemente eólico. Díaz- Martínez et al. (2018) ubicaron el contacto entre las formaciones Anacleto y Allen coincidiendo con los niveles que indican una aridización del sistema y la presencia de huellas de hadrosáuridos, grupo de dinosaurios circunscripto al intervalo Campaniano tardío-Maastrichtiano (Cruzado-Caballero y Powell, 2017; Ibiricu et al., 2020; Rozadilla et al., 2022; entre otros).
CONSIDERACIONES FINALES
El nivel con las huellas de hadrosáuridos estudiado por Díaz-Martínez et al. (2018) está aproximadamente a 2 km del lugar donde se extrajo la muestra para la datación U-Pb en circones detríticos, por lo que es difícil establecer la relación estratigráfica precisa entre ambos niveles. En base a las características de las facies sedimentarias descritas y la EMD obtenida (78,6 ± 1,7 Ma), se considera más pertinente asignar la sucesión estudiada a la Formación Anacleto y que los niveles con las huellas, asignados a la Formación Allen, se ubicarían por encima de la sección estudiada en este trabajo.
El número de circones utilizados (n=11) para el cálculo de la edad máxima depositacional (EMD), junto con la morfología de los cristales medidos, no solo apoyan el dato de EMD obtenido, sino que indicarían la presencia de un arco volcánico al oeste del área de estudio.
