EDIACARANO-CÁMBRICO INFERIOR GONDWANA II

Estructuras microbiales y algales de zona fótica en la Formación Puncoviscana, provincia de Salta, Argentina

Vanina L. López de Azarevich; Florencio G. Aceñolaza; Miguel B. Azarevich y Ricardo H. Omarini

Resumen: Se describe el perfil estratigráfco de la Formación Puncoviscana en la localidad de Palermo Oeste, Salta, donde se reconoce la existencia de una secuencia sedimentaria de 63 metros. En su sección basal se ha reconocido la existencia de estructuras microbiales y algales. La asociación litofacial permite interpretar la secuencia como un depósito de planicie de marea, en la cual la actividad biogénica ha tenido un rol importante a lo largo de la totalidad del período de sedimentación registrado. Los sub-ambientes reconocidos son de cara de playa e intermarea. El material fósil identifcado consiste en: i) trazas fósiles diversas en biofacies de Nereites saltensis, ii) Kinneya, que sugiere un desarrollo por debajo de las matas microbiales, iii) "Elephant skin", cuyo desarrollo se produce en la superfcie de matas microbiales, iv) estructuras algales similares a Phaeophycaceae, del grupo de "Fucus", v) "wrinkle marks", posiblemente asociadas a procesos conjuntos biológicos y físicos (orgánicos/sedimentarios). El grupo de algas reconocido se desarrolla en la zona litoral intermareal a sublitoral dentro de la zona fótica, y son características de aguas relativamente transparentes frías a templadas. Las algas feofíceas han sido reconocidas en todos los mares del mundo y su registro cronológico varía entre el Ediacarano terminal y el Fanerozoico.

Palabras clave: Matas microbiales; Estructuras algales: Ediacarano.

Abstract: Microbial and algal structures from the pothic zone in the Puncoviscana Formation, Salta province, Argentina. A stratigraphic profle has been described in the Puncoviscana Formation in Palermo Oeste locality, Salta, were a 63 m-thick sequence was recognized. In the basal section was recognized the presence of microbial and algal structures. Lithofacies associations allow interpretation of the sedimentary sequence as tidal fat deposits, within which the biogenic activity had an important roll along the whole registered sedimentation period. Recognized sub-environments are shoreface and intertidal. The identifed fossil material consist of: i) diverse trace fossils indicating Nereites saltensis biofacies, ii) Kinneya, that suggests a development beneath microbial mats, iii) "Elephant skin", which development is produced on the surface of microbial mats, iv) algal structures similar to Phaeophycaceae, "Fucus" group, v) "wrinkle marks", possible associated to mixed biologic and physical process (organic/sedimentary). The recognized group of algae is developed in litoral intertidal to sublitoral zone within the photic zone, and are characteristic of warm to cold relative transparent waters. Phaeophycaceae algas has been recognized in all seas around the world and its chronological register varies between the final Ediacara and the Phanerozoic.

Key words: Microbial mat; Algal structures; Ediacaran.

Introducción

La secuencia sedimentaria de la Formación Puncoviscana (Turner 1960) comienza a depositarse en tiempos ediacaranos y continúa hasta el Cámbrico inferior. Esencialmente está constituida por cuatro variedades litológicas: i) secuencias turbidíticas espesas (Turner 1960, Omarini 1983, Jêzek 1990), ii) sedimentitas clásticas de ambiente marino somero, con infuencia de olas y tormentas (López de Azarevich et al. 2010), iii) secuencias de plataforma carbonática (Salfty et al. 1976), iv) volcanitas alcalinas sinsedimentarias (Hauser et al. 2010). Este conjunto se encuentra fuertemente deformado por la orogenia Tilcárica motivo por el cual aún no es simple determinar una columna estratigráfca abarcativa del conjunto.

La edad máxima de sedimentación se encuentra acotada por edades U-Pb en circones reciclados de rocas Mesoproterozoicas generadas previamente a la consolidación de Rodinia (1.1-0.9 Ga), y la edad mínima es de 523 Ma obtenida en circones ehuedrales contenidos en las sedimentitas de la Formación Puncoviscana en la zona de Cachi (Adams et al. 2008). A su vez la sedimentación se encuentra acotada por el emplazamiento de los plutones de Tastil, Chañi y Cañani con edades U/Pb entre 536 y 525 Ma (Bachmann et al. 1987, Hongn et al. 2001, Matteini et al. 2008, Zappettini et al. 2008, Aceñolaza y Toselli 2010, con referencias).

El contenido paleontológico de trazas fósiles registradas en la sección clástica superior de la unidad indica una edad Ediacarano hasta Cámbrico inferior (~635-530 Ma., Ogg et al. 2008) para las asociaciones en biofacies de Nereites y Oldhamia, respectivamente (Aceñolaza et al. 1999, Aceñolaza 2004, Aceñolaza y Tortelo 2003, Aceñolaza y Aceñolaza 2005, 2007). Debe señalarse que hasta el presente en los bancos carbonáticos de Tumbaya, Jujuy, se registran niveles con Laminitas, que constituyen estructuras depositacionales generadas por actividad algal; mientras que en la secuencia carbonática de Las Tienditas, Salta, Omarini y Baldis (1984) describen estructuras algales persparíticas. Es de destacar que en el Grupo Sierras Bayas (provincia de Buenos Aires) son frecuentes niveles estromatolíticos y columnares, también del mismo origen (Bonhomme y Cingolani 1980).

Los bancos carbonáticos contenidos en diferentes secciones de la Formación Puncoviscana han brindado información isotópica (C, O, Sr) que permiten inferir dos episodios de depositación carbonática dentro de la cuenca durante el Criogeniano (850-635 Ma): i) Sturtiano (~750-665 Ma., Ogg et al. 2008), calizas de Volcán, ii) Marinoano (636-635 Ma., Ogg et al. 2008), calizas de Las Tienditas (Toselli et al. 2005).

A pesar de existir un lapso temporal concreto para la sedimentación de la Formación Puncoviscana, una nueva interpretación de los paleoambientes de depósito y una relación bioestratigráfca es necesaria para lograr una comprensión más amplia de la dinámica cuencal y las características paleoambientales que permitieron el desarrollo y proliferación de organismos.

La presencia de sedimentitas de ambientes intermareales y submareales dominadas por mareas, olas y tormentas subordinadas, en las secciones clásticas superiores de la Formación Puncoviscana que contienen trazas fósiles, ha sido difundida recientemente por López de Azarevich et al. (2010). Dentro de estas secuencias intermareales se ha encontrado nuevo material paleontológico consistente en estructuras algales de grandes dimensiones, material no antes reconocido en esta región.

Considerando que la aparición de metazoos en el registro sedimentario es posterior a la Glaciación Gaskiers (582 Ma) y la de algas microscópicas y trazas fósiles horizontales a los ~555 Ma. (Condon et al. 2005), es factible acotar la edad máxima de la sucesión estratigráfca que contiene las improntas algales.

La presente contribución tiene como propósito presentar dicho material, su descripción y ubicación estratigráfca, así como también la interpretación paleoambiental de la secuencia estratigráfca que lo contiene.

Sección Estratigráfca Analizada

La sección estratigráfca que contiene el material fósil estudiado se encuentra en la localidad de Palermo Oeste, Dpto. Cachi, situada en el fanco occidental de la Cordillera Oriental (figura 1). Allí afora la Formación Puncoviscana, con diferente grado de deformación. El perfl relevado se encuentra en una sección poco deformada, la cual fue reconstituida, y representa 63 m de sedimentación continua, con excelente exposición y preservación de estructuras sedimentarias y trazas fósiles. El contacto basal está constituido en una falla que coloca la secuencia medida sobre sedimentitas indiferenciadas de la Formación Puncoviscana, y el contacto superior también por falla con la Formación Puncoviscana con mayor grado de deformación. figura 2.

Facies y Asociación Litofacial

Las litofacies presentes en el perfl analizado y sus características y naturaleza se listan a continuación:

La secuencia comienza con 5,50 m de intercalación de i) areniscas con estructuras entrecruzadas de pequeña escala (menor a 5 cm), ondulitas fuera de fase, hueso de arenque, sigmoidal y artesas (facies Src); ii) ritmitas gradadas con trazas fósiles (facies Pl), y estratifcación ondulítica hacia el techo (facies Ht).

Siguen 2,50 m de areniscas medianas a fnas con estratifcación tangencial, en artesa y ondulitas linguoides características de canales mareales (facies Src), con calcos de fujo en base de estrato y estructuras de escurrimiento de pequeña escala (wrinkle marks). A los 7 m de altura estratigráfca se encuentra en techo de estrato arenoso fno improntas de naturaleza orgánica que se asignan a estructuras algales de gran desarrollo (figura 3).

Figura 3. A, B y C- Diferentes sectores con estructuras algales. D.- "Elephant skin" y F.- Detalle de las láminas y sus bifurcaciones. La fecha indica la posición de estructuras aeríferas. En cada caso se marca el tamaño.

En concordancia se depositaron 4 m de ritmitas gradadas con trazas fósiles (facies Pl) que representan el registro de los períodos mareales diurnos.

Luego se registran 6 m de areniscas medianas en cuya base se encuentran representadas hojuelas pelíticas de hasta 5 cm (mud fakes) y estratifcación ondulítica (facies Ht), acompañadas por marcas de escurrimiento (rill marks), calcos de fujo, y ondulitas linguoides (facies Src).

Hacia arriba se desarrollan estratifcación tabular plana en estratos de base plana y techo onduloso (facies Sl).

Continúan 14 m de ritmitas con gradación inversa (facies Pl) conformadas por 2-3 cm de limolitas laminadas con trazas fósiles depositadas por decantación durante la marea estática (high stand), cubiertas en discordancia o transicionalmente por 2-3 cm de areniscas con estructuras entrecruzadas depositadas por fujos tractivos. Estas series de aproximadamente 5 cm de espesor se repiten en bancos de hasta 5 m de espesor. En estas ritmitas gradadas intercalan algunos bancos de areniscas laminadas con ocasionales estructuras entrecruzadas en hombrera o artesas depositadas por corrientes unidireccionales de mayor competencia (facies Src y HCSa), que evidencian episodios de tormenta.

Los siguientes 22 m registran areniscas bien seleccionadas y cuarcitas estratifcadas en bancos delgados, laminadas o masivas, separados por superfcies ondulosas, escasos y delgados bancos pelíticos (facies Sl y Sm). Esta sucesión homogénea indica acreción de playa (playa frontal) generada por movimiento tractivo de material arenoso sobre lecho plano, produciendo el depósito de agradación vertical. Este sub-ambiente se encuentra dominado por olas.

Los últimos 8 m de la secuencia areno-pelítica contienen estructuras entrecruzadas de pequeña escala, en hombrera, sigmoidales y en artesa que representan sedimentación por corrientes unidireccionales y/o mareales (facies Src y HCSa). La presencia de estructuras de escurrimiento superfcial (rill marks) asociadas indican exposición en una planicie intermareal con una actividad orgánica importante (trazas fósiles) registrada en los episodios de inundación. Este sub-ambiente se encuentra dominado por mareas y olas.

Asociación de facies

La asociación litofacial permite interpretar la secuencia como un depósito de planicie de marea (tidal fat), en la cual la actividad biogénica ha tenido un rol importante a lo largo de la totalidad del período de sedimentación registrado.

En esta planicie mareal las formas de fondo de mayor desarrollo son ondulitas (ripples) de formas diversas, cuyo desarrollo estuvo controlado por la profundidad del agua, la cizalla en el fondo y el tamaño de grano (Middleton y Southard 1984). Estas morfologías se han desarrollado principalmente durante el retroceso de la marea, en ambientes intermareales a sub-mareales, de acuerdo con los registros de diversas planicies de marea actuales y antiguas (Vos y Erikson 1977, Erikson et al. 1995, Chakrabarti 2005, Guidi y Sarti 2005).

La conjunción de las siguientes estructuras sedimentarias son características de una planicie de mareas: laminación entrecruzada de pequeña escala, entrecruzamiento de mega-óndula y artesa (2,5 a 5 cm) en capas arenosas, ondulitas fuera de fase (climbing ripples), estratifcación en hombrera (hummocky), ritmitas gradadas de origen mareal, limolitas fragmentadas (mud fakes) asociadas con ondulitas de oleaje, estratifcación ondulítica y en hueso de arenque (Ehlers y Chan 1999, Chakrabarti 2005).

La estratifcación paralela horizontal con laminación uniforme o no-uniforme y las estructuras generadas por corrientes unidireccionales en el substrato arenoso (facies Src, Sl) y caracterizan un proceso de acreción de playa, donde existe un predominio de la acción del oleaje. Este tipo de depósito de areniscas bien seleccionadas y homogéneas, con alto grado de madurez, es equivalente a los desarrollados en caras de playa actuales (Walker y Plint 1992).

Material fósil

La columna mencionada ha permitido identifcar la presencia de estructuras "wrinkle" en diferentes niveles como asimismo algunas trazas fósiles entre las que se destaca la presencia de Nereites saltensis unos 20 metros por encima de las estructuras algales, objeto de este trabajo. Ello condiciona más efcazmente su posición cronoestratigráfca por cuanto hasta el presente los hallazgos de esta icnoespecie han sido aislados, tanto en la zona de Cachi como en la Sierra de Mojotoro y quebrada del Toro. Si bien los últimos trabajos, y basado en las trazas que normalmente se le asocian se suponía que ella forma parte del contexto ediacarano, hoy se agrega un nuevo elemento de juicio para consolidar esta idea.

Entre el material de probable origen orgánico se encuentran niveles caracterizados por Kinneya y otras con características de "Cuero de Elefante" ("Elephant skin") cuya interpretación actual las relaciona, en su origen, a la presencia de matas microbiales que se desarrollan en la superfcie del estrato y que dan lugar a alteraciones del plano sedimentario (Bouougri y Porada 2002, 2007; Porada et al. 2008).

Un detalle signifcativo lo conforma un talo con desarrollo de ramas laminares que a partir de un punto de inicio van ramifcándose dicotómicamente hasta el extremo distal (figura 3). En este punto se observan algunos cuerpos esferoidales que se desarrollan en el lugar donde se produce la bifurcación de las ramas. Estos cuerpos presentan características morfológicas que recuerdan a las vesículas aeríferas (aerocistes) que caracterizan ciertas algas feofíceas (Phaeophycaceae) del grupo de "Fucus", que son usadas como órganos de fotación. Generalmente el talo da lugar a una estructura fabelada cuya dimensión media varía entre 20 y 30 cm de longitud, aunque en algunos sectores se aprecia que la estructura puede llegar a 1 metro de longitud y unos 15 a 20 cm en su amplitud mayor. En todos los casos hay cierta regularidad en el ancho de cada lámina que varía entre 1 cm y 2 centímetros.

Debe señalarse que este grupo de algas normalmente se ubica en la zona litoral intermareal a sublitoral y que el mismo tiene buen desarrollo en áreas con incidencia de la luz solar (Zona fótica) y aguas relativamente transparentes frías a templadas.

La presencia de algas feofíceas se da en todos los mares del mundo y su registro cronológico varía entre el Ediacarano terminal y el Fanerozoico. Si bien durante mucho tiempo se las consideró propias del Fanerozoico en razón a ser consideradas un grupo más avanzado de algas hay registros que, aunque discutibles, las incorporan en tiempos anteriores al Cámbrico (Riding 1994, Fedonkin 1994; Xiao et al. 1998, Hou et al. 2004).

Conclusiones

El presente hallazgo sirve para confrmar que los niveles de Formación Puncoviscana en la zona de Cachi - Palermo Oeste se desarrollaron en una planicie litoral sometida a la actividad mareal. En ella es notable la coincidencia que existe entre el registro sedimentológico y el material fósil contenido, y que, precisamente, ponen de manifesto estar en un ámbito marino bajo infuencia de las mareas que se registraban en el borde de cuenca con evidencias paleontológicas características de la zona fótica. Se destaca el hecho de que el material fósil descripto constituye uno de los más antiguos conocidos hasta el presente.

Agradecimientos

Se da constancia de nuestro agradecimiento a la Universidad Nacional de Salta por el financiamiento de esta investigación a través del proyecto CIUNSA No. 1922 (2010-2012).

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Recibido: 3 de mayo de 2010
Aceptado: 14 de agosto de 2010.