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Serie correlación geológica

versión On-line ISSN 1666-9479

Ser. correl. geol. v.21 n.1 San Miguel de Tucumán ene./jun. 2006

 

Biofacies de Conodontes de la Formación Ponón Trehué y la importancia bioestratigráfica como sección tipo para el límite del Ordovícico Medio-Ordovícico Superior de Cuyania (Argentina)

Susana Heredia1 y Carla Rosales2

1 CONICET- Universidad Nacional de San Juan, Av. Libertador San Martín y Urquiza (5400), San Juan. E-mail: sheredia@unsj.edu.ar
2 Universidad Nacional de San Juan, Av. Libertador San Martín y Urquiza (5400), San Juan.

Resumen.
Biofacies de conodontes de la Formación Ponón Trehué y la importancia bioestratigráfica como sección tipo para el límite del Ordovícico Medio-Ordovícico Superior de Cuyania (Argentina). La Formación Ponón Trehué (provincia de Mendoza, Argentina) está compuesta por una secuencia clástica gruesa seguida, transicionalmente, por calizas oscuras de grano fino. La bioestratigrafía de esta formación está basada en conodontes. Se han reconocido las siguientes biozonas de conodontes: la Zona de Pygodus serra con la Subzona de Eoplacognathus robustus Subzone y la Subzona de Eoplacognathus lindstroemi, y la Zona de Pygodus anserinus con la Subzona de Sagittodontina kielcensis y la Subzona de Amorphognathus inaequalis. Se ha estudiado y analizado la población de conodontes (Ordovícico Medio alto - Ordovícico Superior bajo) de la Formación Ponón Trehué, definiendo varias biofacies. Se subraya la importancia de la sección como estrato tipo en Cuyania para el limite Ordovícico Medio-Ordovícico Superior.

Abstract.
Conodont Biofacies of the Ponón Trehué Formation and its biostratigraphical importance as a type section for the Middle - Upper Oordovician of Cuyania (Argentina).
The Ponón Trehué Formation (Mendoza Province, Argentina) is composed by a coarse clastic sequence transitionally followed by a fine dark carbonate sequence. The following conodont biozones can be recognized: Pygodus serra Zone with the Eoplacognathus robustus Subzone and the Eoplacognathus lindstroemi Subzone, and Pygodus anserinus Zone with the Sagittodontina kielcensis subzone and the Amorphognathus inaequalis subzone. Conodont population was studied and analysed, and several biofacies of the upper Middle Ordovician-lower Upper Ordovician conodonts from the Ponón Trehué Formation have been recorded. The significance of this section is pointed out as type locality for the Middle-Upper Ordovician boundary at Cuyania.

Key words: Ponón Trehué; Mendoza; Conodonts; Middle-Upper Ordovician biostratigraphy; Biofacies.
Palabras clave: Ponón Trehué; Mendoza; Conodontes; Bioestratigrafía Ordovícico Medio-Superior; Biofacies.

Introducción

Al sur de la provincia de Mendoza se encuentra una unidad morfo-estructural con características propias denominada por Criado Roqué (1972) como Bloque de San Rafael, la cual representa la continuidad al sur de la Provincia Geológica de la Precordillera de La Rioja, San Juan y Mendoza (sensu Furque y Cuerda 1979). Las rocas ordovícicas allí expuestas carecen de la magnitud en afloramiento en comparación con las de Precordillera, pero se han constituido en una valiosa referencia tanto por las características de los contactos con el basamento precámbrico como por la importancia de las asociaciones de fósiles que han permitido las determinaciones de las edades de estas rocas, y a su vez reconocer la extensión del terrane de Precordillera.

Las unidades ordovícicas afloran en dos áreas cercanas a la ciudad de San Rafael; una al oeste, en el Cerro Bola y otra al sur, en el sector del Arroyo Ponón Trehué (Figura 1). En el sector del Arroyo Ponón Trehué aflora una unidad clástica, clástica-calcárea y clástica olistostrómica, cuyo reconocimiento en afloramiento es complejo. El contacto inferior de esta unidad con el basamento cristalino es por una superficie de erosión mientras que el superior es por falla (Criado Roque, 1972). Esta repite los últimos tramos de la sucesión ordovícica y, finalmente, la pone en contacto con rocas de edad carbonífera asignadas a la Formación Pájaro Bobo (Núñez, 1979) mediante una discordancia.


Fig. 1: Mapa de ubicación.

La Formación Ponón Trehué es una secuencia siliciclástica gruesa que de forma puntual desarrolla pequeños espesores de calizas con importantes porcentajes de material clástico grueso en donde son frecuentes macro y microfósiles y hacia el techo predominan pelitas, areniscas conglomerádicas y conglomerados. Entre estos aparecen olistolitos de calizas y bloques prismáticos de granitoides, anfibolitas y gneises. La composición litológica y su expresión en el campo permiten diferenciar dos miembros: Miembros Peletay y Los Leones. El Miembro Peletay (sensu Heredia, en prensa) está caracterizado por un aumento del material carbonático desde la base al tope. Los 25 m de esta sucesión representan una transición desde un régimen de aguas someras de clásticos gruesos (Astini, 2002) a uno de calizas y pelitas negras de aguas profundas (Heredia y Beresi, 2000; Beresi y Heredia, 2000; Heredia, 2001; Astini, 2002) (Figura 2).


Fig. 2: Formación Ponón Trehué en su sección tipo (La Tortuga) y distribución porcentual de géneros de conodontes seleccionados.

La bioestratigrafía de estos depósitos ha sido basada en conodontes (Heredia, 1982; Bordonaro et al. 1996; Heredia, 1996; Leslie y Lehnert, 1999; Lehnert et al., 1999; Heredia, 2001; Heredia, 2002) siguiendo el esquema propuesto por Albanesi y Ortega (2002). Esta comprende transicionalmente desde la parte superior de la Biozona de Pygodus serra, con las subzona de Eoplacognathus robustus a la parte superior de Pygodus anserinus con la subzona de Amorphognathus inaequalis (sensu Fortey et al., 2000).

El propósito de este estudio es analizar la población de conodontes incluida en estas rocas, atendiendo a su distribución vertical y las relaciones entre las especies. Se destaca también la importancia de las diferentes biozonas reconocidas teniendo en cuenta la nueva clasificación del Sistema Ordovícico (Webby, 1998; Finney, 2005) y se propone esta sección como estratotipo local en el ámbito de Cuyania para el límite del Ordovícico Medio-Ordovícico Superior.

Materiales y Bioestratigrafía

Las muestras para la extracción de conodontes provienen del Perfil La Tortuga y se corresponden con 19 niveles de calizas mixtas sobre la sección. La relación de distancia entre los puntos de muestreo es relativa y ha atendido a razones de definir pases de biozonas fundamentalmente, siendo así mas espaciada en los tramos basales y superiores y con mayor intensidad en el muestreo en los niveles intermedios tales como PT 9 a PT12. Los conodontes están presentes en un número variable de ejemplares a lo largo del perfil y van desde pocos ejemplares en el nivel PT3 a cientos en el nivel PT11'.

La colección de conodontes estudiada se encuentra depositada en el Museo de Paleontología de la Universidad Nacional de Córdoba, Argentina (CORD-MP 2220-2358) (colección S. Heredia).

La preservación de los conodontes es muy buena y frecuentemente aparecen completos. Los elementos de conodontes pueden manifestar alteración del color original por efectos de la temperatura, el color de alteración puede ser usado para definir el grado CAI o Color Alteration Index (Epstein et al., 1977). En la presente colección es de 6 a 6 ½, indicando paleotemperaturas de más de 500° C. Este rango de paleotemperatura ha sido medido en los niveles basales donde se han registrado los conodontes más antiguos, la litología dominante son areniscas conglomerádicas con cemento carbonático. Se ha preferido desestimar las observaciones realizadas para CAI de los ejemplares provenientes de los términos más altos de la sección por el notorio enriquecimiento de carbono observado en las micropiezas, el cual es el resultado de haber sido preservadas en las calizas de colores oscuros a negros por su alto contenido en materia orgánica. Este incremento en el carbono no refleja las verdaderas condiciones de soterramiento a las cuales estuvieron sometidas estas rocas (Epstein et al, 1977; Rejebian et al., 1987; Nowlan y Barnes, 1987; Albanesi et al., 1998). Una respuesta probable para el resultado observado por el cambio de color podría ser debida al efecto de la carga litostática, sugiriendo presiones de 9000 a 10000 m de espesor de sedimentos (Epstein et al., 1977). Este tipo de presiones suele estar asociada a eventos metamórficos regionales (Rejebian et al., 1987).

La colección total de conodontes de la Formación Ponón Trehué alcanza un número de ca. 1180 elementos, los cuales están agrupados en 36 especies multielementales. Excepto una todas las especies identificadas se corresponden a taxa bien conocidos y descriptos en la literatura específica reciente, por lo que no se hace necesario describir los elementos diagnosticados. Algunas formas más significativas han sido ilustradas en la Figura 3 y la distribución vertical de cinco géneros se muestra en la Figura 2.


Fig. 3: Fotografías de Microscopio Electrónico de Barrido. Escala 0,1 mm. Conodontes autóctonos de la sección La Tortuga, Formación Ponón Trehué, Sierra Pintada, Mendoza. 1,3-4 Periodon aculeatus (Hadding, 1913). Elementos M, Sc, vista lateral. CORD MP 2.323(1-3). Sección La Tortuga M3. 2,5,8-9 Eoplacognathus robustus (Bergström, 1971). Elemento M, vista superior. CORD MP 2.308(1). Sección La Tortuga M2. 6 Pygodus serra (Hadding, 1913). Vista superior. CORD MP 2.236 (1). Sección La Tortuga M9. 7,11 Eoplacognathus lindstroemi (Hamar, 1964). Elementos Pa, vista superior. CORD MP 2.269 (1) y 2.270 (1). Sección La Tortuga M9 y M10. 10, 12-13 Baltoniodus prevariabilis (Fahraeus, 1966). Vista lateral. CORD MP 2.225(1-3). Sección La Tortuga M7. 14 Pygodus anserinus (Lamont & Lindström, 1957). Vista superior. CORD MP 2.239(1). Sección La Tortuga M12.

En conjunto la asociación de especies de conodontes en la Formación Ponón Trehué es similar a la presente en intervalos estratigráficos similares en secciones vinculadas al esquema Atlántico de biozonas de conodontes (Bergström, 1971; 1990).

Bioestratigrafía de conodontes

Zona de Pygodus serra (Figura 2: PT 3 a PT 10).
Subzona de Eoplacognathus robustus. El intervalo mencionado se circunscribe a esta subzona y exhibe a la especie homónima en estadios evolutivos diversos. PT3 a PT8 (Figura 2) contienen: Pygodus serra (Hadding), Eoplacognathus robustus Bergström, Baltoniodus prevariabilis (Fåhræus), Periodon aculeatus Hadding, Ansella sinuosa Stouge, Ansella biserrata Lehnert et Bergström, Pseudooneotodus mitratus (Moskalenko), Spinodus spinatus (Hadding), Phragmodus polonicus Dzik, Strachanognathus parvus Rhodes, D. reclinatus (Lindström), Drepanoistodus aff. suberectus, Erismodus sp, Erraticodon sp., Panderodus aff. sulcatus, Protopanderodus rectus (Lindström) y Costiconus ethingtoni (Fåhræus).

Subzona de Eoplacognathus lindstroemi. Predominan formas tempranas de E. lindstroemi (Figura 2: PT9 a PT 10'). Pygodus serra, E. robustus, Eoplacognathus lindstroemi, Baltoniodus prevariabilis-variabilis (sensu Dzik, 1994), A. sinuosa, A. biserrata, C. ethingtoni, S. parvus, P. aculeatus, Erraticodon sp, D. reclinatus, Phragmodus? sp. y Panderodus sp.

Zona de Pygodus anserinus (Figura 2: PT 11 a PT 15)
Subzona de Sagittodontina kielcensis. La aparicion de P. anserinus Lamont et Lindström señala el inicio de la biozona homónima (PT 11), donde coexiste con formas de P. serra. Esto sugiere la parte mas baja de la zona y la subzona de S. kielcensis. Este nivel (PT 11) contiene Pygodus anserinus, Baltoniodus prevariabilis-variabilis, Periodon aculeatus Hadding, Strachanognathus parvus Rhodes y Pygodus serra. Subzona de Amorphognathus inaequalis. La aparición de P. anserinus con una forma tardía de E. lindstroemi, Cahabagnathus sweeti (Bergström) y Baltoniodus variabilis (Bergström) permite referir desde la PT11' a los últimos tramos de la sección a la Subzona de A. inaequalis del esquema Noratlántico (Bergström, 1983; Lehnert et al., 1999).

Varias especies en la conodontofauna de la Formación Ponón Trehué poseen rangos verticales muy cortos los que combinados con una distribución global los tornan de gran utilidad para una muy precisa correlación local y regional de gran alcance. Tal es el caso de la Zona de Pygodus anserinus. Distintos estadios de esta biozona han sido reconocidos ampliamente, en distintas secciones en el mundo. Bergström (en Pålsson et al., 2002) manifiesta la particular importancia bioestratigráfica de la base de la Zona de Pygodus anserinus, la cual aparece en distintas secciones de Báltica; Holy Cross Mountains, Polonia (Dzik, 1994); Alabama, Estados Unidos (Hall et al., 1986); Cottle's Island, Newfoundland (Bergström et al., 1974; Fåhraeus y Hunter, 1981) y en Dawangou, China (Bergström et al., 1999). Sin embargo de mayor importancia es la definición de las subzonas de S. kielcensis y de A. inaequalis, ya que la aparición de esta ultima señala el limite del Ordovícico Medio y Superior. Actualmente el estratotipo (o GSSP) para este límite esta localizado en la sección Fågelsång en Suecia y está caracterizado por la primera aparición (FAD) del graptolito Nemagraptus gracilis señalando así la base de la serie del Ordovícico Superior y la base del Piso 5° (Bergström et al., 2000). Señalar, entonces, secciones que resulten una clara manifestación de este límite temporal permite reconocer estratotipos locales, en este caso el único de Cuyania que marca dicho evento. El nivel del cual procede la muestra PT11' (Figura 2) registra una asociación de conodontes que permite definir el cambio de la subzona de S. kielcensis a la de A. inaequalis. Este límite no esta registrado en la Precordillera debido al dominio de las facies clásticas. En la región afectada por este estudio el muestreo se realizó teniendo en cuenta la importancia de la definición de las biozonas y oscila, por lo tanto, en el orden de los 6 a 7 cm entre los niveles PT 10/ PT 10'/ PT11/PT 11'. Para el caso del nivel PT11' se reconoce que el mismo representa litológicamente un evento transgresivo de cierta envergadura en la cuenca con un inusual contenido de macro y microfauna.

Biofacies

La asociación de géneros de conodontes de la Formación Ponón Trehué y particularmente del Miembro Peletay esta dominada por representantes de los géneros Pygodus, Periodon, Eoplacognathus, Baltoniodus y Protopanderodus que aparecen dispersos en la sección (Figura 2).

Otros géneros (ver Figura 4) están representados en casi todos los niveles muestreados pero se ha seleccionado aquellos mencionados anteriormente por ser importantes indicadores de diferentes biotopos marinos (Bergström y Carnes, 1976, Pohler y Barnes, 1990, etc.). Un diagrama comparativo de la frecuencia relativa (expresada en porcentajes) de los 5 géneros mas comunes en la localidad tipo de la Formación Ponón Trehué, permite señalar varias características interesantes. En líneas generales la sección exhibe desde términos relativamente someros (PT 1 a PT 6), a términos representativos de plataforma media (PT 7 a PT 11) y que se hace máximo en el PT 11', a partir de este punto hay variaciones en la composición litológica entre calizas negras y pelitas negras sosteniendo una variación de la picnoclina (PT 12 a PT 15) indicando ambientes profundos (talud superior o plataforma distal). La presencia de elementos alóctonos identificados en los niveles PT 4 y PT 5 condujo a desestimar la información que brindaban ciertos elementos utilizados como diagnósticos de biofacies, tal como Periodon (aculeatus), siendo este taxón de largo rango estratigráfico e imposible de identificar entonces formas autóctonas de alóctonas.


Fig. 4: Modelo de biofacies de conodontes para el Ordovícico Medio-Superior de la Formación Ponón Trehué. Las rastras indican presencia y abundancia máxima. Se han incorporado géneros presentes en diferentes niveles de la sección estudiada que complementan la información.

La comparación del aspecto sedimentario de la sección con los patrones de distribución de los géneros más significativos permite observar que Periodon es el género más abundante, le sigue Pygodus, y en menor número Eoplacognathus, Baltoniodus y finalmente Protopanderodus.

La aparición de Eoplacognathus es significativa en cuanto a porcentaje de elementos se refiere ya que en ciertos tramos de la sección alcanza el 50% del total de los géneros considerados, manteniendo en otros sectores del perfil un número bajo pero constante de elementos, aproximadamente entre el 25 a 30 %. Lo mismo ocurre con Baltoniodus, con una presencia del 20%, excepto en el PT 10 del 30%, y cuya distribución está controlada por la irrupción de depósitos de aguas de plataforma media (Rasmussen y Stouge, 1995) en la PT 7. De la figura 2 se desprende que la relación entre la dupla Eoplacognathus/Baltoniodus es constante y se acompañan en ambientes o biotopos similares. Hay, sin embargo, un pico en la distribución de Baltoniodus que no tiene su correlato con el de Eoplacognathus en la PT9, lo que sugeriría que hay una parte en especial de la plataforma media que parece responder a las preferencias de este género. Por otro lado la presencia de Eoplacognathus se hace más importante en PT11' en coincidencia con la primera etapa de una profundización de la plataforma.

Es notoria la relación entre Pygodus y Periodon. Ambos suman el mayor porcentaje de elementos en el total de la población de conodontes en esta sección. Varios autores han citado la misma como caracterizando la biofacies de aguas frías, ambiente relativamente profundo de talud-cuenca y se la suele denominar como la dupla Periodon-Pygodus (Pålsson et al., 2002). En este caso la interpretación es consistente con los términos altos de la sección estudiada. Sin embargo en la asociación Periodon- Pygodus se observa que cuando Pygodus muestra un elevado número de ejemplares se corresponde con un decrecimiento de la misma magnitud en los ejemplares de Periodon. Esta relación no ha sido observada previamente. De la comparación de los términos litológicos que reflejan la mayor profundización de la cuenca con la distribución de la curva de Pygodus se observa una estrecha vinculación, por lo que se propone aquí que los rangos de aparición de Pygodus manifestarían estar en estrecha asociación con aguas más profundas que Periodon, o eventualmente alcanzan términos más distales que Periodon.

Tal como ocurre en Báltica, en la sección analizada es llamativa la ausencia de géneros indicadores de aguas someras, lo que sí ocurre en el Este de Estados Unidos (Bergström y Carnes, 1976). Esto esta debido, quizás, a la temperatura del agua (Pålsson et al., 2002) por lo tanto una primera aproximación a la distribución de los géneros que aparecen en Ponón Trehué respondería a esta condición. Siendo templadas en áreas de plataforma media y más frías en plataforma distal-talud superior. Seria este factor, entonces, lo que limitaría finalmente la distribución de la dupla Eoplacognathus-Baltoniodus, cada uno con marcadas preferencias dentro de este ambiente. Se delimitan dos subambientes: uno con preferencia de aguas más templadas y otro hacia templadas-frías. Se observa, además, que la relación en la dupla Pygodus -Periodon está fuertemente controlada por una situación similar, donde Periodon representaría formas más vinculadas a ambientes de plataforma distal y Pygodus a cuenca oceánica. La distribución reflejada en las Figuras 2 y 4, donde formas más someras (Periodon) dan paso gradualmente a la presencia neta de formas de aguas profundas (Pygodus), se correspondería con la presencia de un modelo ecológico necto-bentónico según Pohler y Barnes (1990). Otra observación es que estos géneros, aparentemente, prefieren temperaturas frías y toleran temperaturas templadas.

Los valores de Protopanderodus en la sección arrojan porcentajes no significativos, su curva porcentual no posee alteraciones mayores.

Conclusiones

La Formación Ponón Trehué posee un especial interés en la medida que registra el límite del Ordovícico Medio-Ordovícico Superior, de acuerdo con la definición del mismo en el esquema de la clasificación global de las series y pisos. A pesar de no poseer registro de graptolitos en esta sección, la presencia del fósil guía Pygodus anserinus y de un conjunto de conodontes determinativos de la subzona de A. inaequalis permite señalar la base del Ordovícico Superior, erigiendo así en un contexto local un estratotipo de este límite para Cuyania. La evidencia litológica sugiere que la Formación Ponón Trehué fue depositada en un ambiente somero cuyos términos gradan a plataforma media y hacia el tope evidencian un ambiente de talud superior. Esto es consistente con el hecho que los conodontes representan la biofacies de Baltoniodus- Eoplacognathus y la de Periodon-Pygodus. Esta última presenta variaciones en las curvas sugiriendo una dispersión diferente dentro de este último biotopo controlada por la tolerancia a variaciones en la temperatura fría del agua.

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Recibido: 20 de Diciembre de 2005
Aceptado: 21 de Junio de 2006