EDIACARANO-CÁMBRICO INFERIOR GONDWANA II

Significado de las Calizas Negras de la Formación Las Tienditas (Ediacarano-Cámbrico inferior) en el Noroeste Argentino

Susana B. Esteban¹ y Florencio G. Aceñolaza¹

¹ INSUGEO.- Universidad Nacional de Tucumán-CONICET. Miguel Lillo 205. 4000 San Miguel de Tucumán. susana_esteban2003@yahoo.com.ar; facenola@infovia.com.ar

Resumen: Se estudian las calizas negras aflorantes en la localidad de Las Tienditas (Salta). Análisis de materia orgánica realizados en 11 muestras obtenidas a lo largo del perfl demuestran que el color oscuro de las mismas se debe en parte al contenido de carbono orgánico presente. Las muestras del tramo superior de la secuencia han proporcionado altos valores de carbono orgánico (4% COT), en tanto que el resto muestra valores por debajo de 1% COT. Esto permite identificar a estas calizas como facies ricas en carbono orgánico y asignarles un origen mayormente biogénico relacionado al desarrollo de una elevada productividad en plataformas marinas. La fina laminación observada en parte de la secuencia ha sido interpretada como ritmitas, de ambientes marinos someros dominados por mareas.

Palabras clave: Ediacarano-Cámbrico Inferior; Formación Las Tienditas; Salta; Calizas Negras; Significado Paleoambiental.

Abstract: A significance of the black limestones of Las Tienditas formation (Ediacaran–Lower Cambrian) in northwest Argentina. Black limestone facies cropping out at Las Tienditas Locality (Salta) have been studied by means of organic matter content. 11 samples collected along the section display that the dark color is partially due to the organic carbon content. The samples from the upper part of the section have provided high levels of organic carbon (4% TOC), while the middle and lower part display values below 1% TOC. Data allows to identify these limestone as organic-related carbon-rich facies associated to a explained by elevate bioproductivity in marine platform. The fne lamination observed in part of the sequence has been interpreted as tidal rhythmites developed on a shallow marine environment.

Key words: Ediacaran-Lower Cambrian; Las Tienditas Formation; Salta; Black Limestones; Paleoenvi-ronmental Signifcance.

Introducción

Es ampliamente conocido que en las provincias de Salta y Jujuy aforan rocas carbonáticas intercaladas en una secuencia siliciclástica de edad ediacarana-cámbrica inferior. Estas calizas forman parte del basamento cristalino del norte argentino y han sido descriptas como integrantes de la Formación Puncoviscana s.l. (Turner, 1960) o del Grupo Lerma (Salfty et al., 1975). A pesar de los problemas de correlación estratigráfca existentes entre los distintos aforamientos del basamento, los bancos calcáreos de Las Tienditas (Salta) y León-Volcán-Tumbaya (Jujuy) originalmente fueron considerados como correspondientes a un mismo nivel estratigráfco, principalmente basado en la similitud de sus características petrográficas (Salfty et al., 1975; Baldis y Omarini, 1984).

La necesidad de mejorar los elementos de correlación que permitieran dar una interpretación cronoestratigráfca de las mismas, motivó diferentes autores a aplicar nuevas tecnologías que pudieren orientar cual es su posicionamiento temporal. Es así que trabajos quimioestratigráfcos desarrollados por Sial et al. (2001, a y b) trataron de aportar nuevos elementos de juicio para este objetivo, teniendo en consideración la isotopía de O, C y Sr. Tal fue así que a Toselli et al. (2005) los datos obtenidos les permitió observar diferencias de isotopía entre los distintos aforamientos, las cuales posiblemente se debían a distintas posiciones cronoestratigráfcas de estas rocas. Particularmente llamó la atención que en el perfl relevado por estos autores, el límite Ediacarano-Cámbrico podría tentarse en la zona del camino que lleva a dicha localidad. Recientemente, López de Azarevich et al. (2010a y b) han realizado un estudio isotópico detallado en las calizas de la Formación Las Tienditas, el cual ha permitido establecer que la signatura isotópica la posicionaría en el lapso Neoproterozoico tardío-Cámbrico inicial.

No obstante los numerosos estudios realizados en las calizas de la Formación Puncoviscana s.l., es relativamente poco lo que se ha dicho acerca del significado paleoambiental de las mismas. Aceñolaza y Esteban (2007) postulan para los carbonatos de las Tienditas un ambiente marino pobre en oxígeno que permitió la preservación de la materia orgánica. Por otra parte, Omarini et al. (2008) consideran que estas calizas corresponden a depósitos de ritmitas tidales, acumulados en plataformas someras infuenciadas por mareas.

En el presente trabajo se trata de interpretar el origen y las implicancias paleoambientales de las calizas negras de la Formación Las Tienditas, en la provincia de Salta, para lo que se realizó un muestreo en el perfl aforante a la vera del camino que llega a la zona, el cual ya fuera relevado anteriormente para la obtención de los datos isotópicos que estudiaran Sial et al. (2001a y b)

Marco Geológico y Ubicación del Area de Estudio

Las rocas carbonáticas de la Formación La Tienditas han sido estudiadas y referidas por diversos autores, entre otros tales como Ortiz (1962), Salfty et al. (1975), Baldis y Omarini (1984), Omarini y Baldis (1984), Sial et al. (2001a y b), Toselli et al. (2005), Aceñolaza y Esteban (2007), López de Azarevich y Omarini (2008b) y López de Azarevich et al. (2010a y b) en el sector NW de la sierra del Castillejo, a 31 km al SE de la ciudad de Salta en el Valle de Lerma.

En el perfl que va entre el Río Arias y el camino a Las Tienditas se estima que la columna estratigráfca está constituida por 250 m de calizas negras de grano fno que hacia arriba se hacen algo margosos, estratifcadas en bancos homogéneos y niveles de calizas brechosas (figura 1). Si bien no está clara la relación estratigráfca se considera que dicha formación se apoya en concordancia sobre la Formación Sancha y hacia el techo pasa a niveles cuarzo arenosos atribuibles a la Formación Puncoviscana s.s. (Baldis y Omarini, 1984). En el perfl de Tumbaya Grande se puede observar una dominancia de bancos masivos de calizas y subordinados sectores fnamente laminados (ritmitas) que se disponen en capas de espesores variables, desde pocos centímetros a decímetros.

Figura 1. A. Vista del aforamiento de la Formación Las Tienditas a la vera del camino que conduce a la localidad homónima. B. Vista de los niveles de calizas negras de grano fno homogéneas con venas de calcita.

Con el objeto de analizar el contenido de materia orgánica se obtuvieron muestras del perfl las que fueron analizadas químicamente para comprobar su contenido en C orgánico y las variaciones que se observan a lo largo del mismo.

Características petrográficas y Geoquímicas

La sección estudiada con rocas carbonáticas de la Formación Las Tienditas corresponden dominantemente a calizas micríticas de colores gris oscuro a negro (figura 2A y B). Presentan  principalmente  calcita  microcristalina  (micrita)  aunque  es  posible  observar microesparita y cristales de calcita esparítica (figura 2C y D). La esparita ocupa los espacios porales constituyendo el cemento de la roca. Son cristales ecuantes, poikilotópicos, por lo general limpios, que han cristalizado en continuidad óptica sobre los granos minerales. En forma subordinada hay cuarzo que se encuentran dentro de la matriz micrítica y rellenando algunas venas. Son cristales anhedrales, con muchas impurezas, que en ocasiones constituyen mosaicos policristalinos.

Figura 2. A y B. Microfotografía de las calizas negras de la Formación Las Tienditas donde se puede observar la abundancia de micrita y las numerosas venillas, algunas de ellas rellenas de carbonato secundario, que atraviesan a las mismas. La escala representa 0.3 mm. C y D. Cristales de microesparita y esparita. La escala en C representa 0.2 mm y en D representa 0.3 mm. E. Granos de minerales opacos constituyendo cuerpos a veces muy redondeados. La escala representa 0.04 mm. Observe la presencia abundante de estos granos de opacos en la fgura 2C. F. Fina laminación la cual puede se observada en algunos bancos de calizas. Observe el aspecto onduloso que muestran algunas de las láminas. La escala representa 0.3 mm.

Los minerales opacos se presentan constituyendo cuerpos esféricos de color negro (figura 2E) que a veces pueden estar dentro de los cristales de micro o pseudoesparita o también a lo largo de las paredes de las venas. Otras veces los opacos se presentan como manchas irregulares de distintos tamaños. Normalmente las calizas micríticas presentan un aspecto brechoso (figura 2A) con numerosas venas micrométricas a centimétricas rellenas de carbonato de calcio en cristales de tamaños que varían desde microesparita a pseudoesparita (figura 2B y C). Sial et al. (2001a) menciona además la presencia de materia orgánica recristalizada, granos de pirita y fragmentos líticos.

Internamente algunos bancos de calizas presentan una fina laminación, la cual puede ser plano paralela o bien suavemente ondulosa (figura 2F), cuyo origen puede encontrarse en tapetes microbiales u algales de naturaleza cianobacterial (Laminites ?). Se menciona que este tipo de estructuras tienen origen cianobacterial (sustancias exopoliméricas, flamentosas y bacterias coccoides) (Pacton et al., 2006).

La presencia de microesparita y pseudoesparita en las calizas de la Formación Las Tienditas se debe a un proceso de neomorfsmo que actuó sobre la micrita original. Teniendo en cuenta que esta última es susceptible a la alteración diagenética, fue reemplazada en algunos sectores por mosaicos de cristales más grandes de calcita a partir de la recristalización de la misma.

La fina laminación ha sido interpretada por algunos autores como ritmitas tidales (Omarini et al., 2008). No obstante, un origen orgánico algal (Baldis y Omarini, 1984) o microbioalgal (López de Azarevich et al., 2010b) fue propuesto por distintos autores.

Las múltiples venas que atraviesan a las calizas, dando a las mismas un aspecto brechoso, son consideradas producto del proceso de deformación que afectó a toda la Formación Puncoviscana s.l.

En cuanto a los datos geoquímicos e isotópicos de las rocas carbonáticas de la Formación Puncoviscana s.l., los mismos eran escasos y provenían de las secuencias aflorantes en Jujuy, las cuales eran explotadas económicamente en la cantera Bárcena (Porto et al., 1990). En los últimos años se han llevado a cabo diversos trabajos isotópicos en los carbonatos de la provincia de Salta (Las Tienditas) y de Jujuy (León, Volcán y Tumbaya) (Sial et al., 2001a y b; Toselli et al., 2005). Los análisis realizados por Sial et al. (2001a y b) en el perfl de Las Tienditas indican valores de d13C altamente positivos para la base de la secuencia y un decrecimiento gradual hacia el techo. Para dichos autores d13C varía entre -1.6 y +3.4‰PDB.

Mientras tanto, los isótopos de oxígeno exhiben un comportamiento opuesto, con fuertes oscilaciones en la base de la unidad y un incremento gradual hacia la parte superior de la secuencia, alcanzando un máximo de -5 ‰PDB aproximadamente a 15 m del techo de la sección. Sin embargo, para López de Azarevich et al. (2010a y b) los valores de d13C en Las Tienditas son regularmente positivos (+ 1.0 ‰) con una excursión negativa (- 2,16‰PDB) aproximadamente a 48 m de la base de la secuencia, que representaría la excursión negativa global del Neoproterozoico terminal.

Teniendo en cuenta el color oscuro de las calizas de Las Tienditas, se llevaron a cabo estudios de materia orgánica en 11 muestras tomadas a lo largo del perfl. En la mayoría de estas muestras, el contenido de materia orgánica no supera el 1%, sin embargo en los puntos de muestreo identificados como 10 y 11 correspondientes a la parte superior del perfl (figura 3) los valores llegan a alcanzar hasta el 4% (ver figura 4).

Figura 3. Perfl de la Formación Las Tienditas entre el Río Arias y el camino a la localidad homónima donde se indica la ubicación de las muestras analizadas para la determinación de materia orgánica con posible ubicación del límite ediacarano-cámbrico.

Figura 4. Cuadro de valores de materia orgánica de las calizas oscuras de la Formación Las Tienditas. Para califcar las muestras se ha utilizado el Método de Walkley-Black.

Interpretación Paleoambiental

Durante muchos años, se consideró que la Formación Puncoviscana correspondía a depósitos marinos profundos relacionados a abanicos submarinos (turbiditas) (Durand, 1988, 1990, 1993; Jezek, 1990). Dentro de este modelo paleoambiental, las rocas carbonáticas eran consideradas como depósitos precipitados sobre una dorsal dentro del ámbito de sedimentación clástica (Jezek, 1990). Asimismo, Camacho et al. (1993) en un estudio sobre las dolomitas de Tumbaya interpretan que las mismas corresponderían a una plataforma calcárea alejada de la costa, dispuesta sobre un cuerpo volcánico de tipo pilar submarino.

Recientes investigaciones han postulado para la Formación Puncoviscana dos ambientes depositacionales: uno de plataforma y otro de talud vinculado a la formación de abanicos submarinos (Buatois y Mángano 2003; López de Azarevich y Omarini, 2008a y b; Omarini et al., 2008). Dentro de este esquema, las calizas del basamento del norte argentino corresponderían a facies de ritmitas intermareales, depositadas sobre plataformas estables y en condiciones de baja profundidad (Omarini et al., 2008), en las cuales se habrían desarrollado tapetes algales (Baldis y Omarini, 1984, Aceñolaza y Toselli, 2009).

Teniendo en cuenta la ubicación paleogeográfca del margen occidental del Gondwana durante el Neoproterozoico-Cámbrico inferior, las rocas carbonáticas de la Formación Puncoviscana corresponderían a carbonatos de aguas frías, de latitudes medias a altas. Actualmente, este tipo de depósitos tiene lugar a temperaturas inferiores a los 20o. C en los océanos del mundo y corresponden a carbonatos de tipo "heterozoa" caracterizados por la asociación de partículas carbonáticas producidas por organismos que son mas o menos independientes de la luz y por algas calcareas rojas (James, 1997). Las investigaciones actuales en carbonatos de agua fría de latitud media del hemisferio sur, está centradas en depósitos costa afuera de Nueva Zelanda, Australia y Sudáfrica, aquí se ha podido observar que a diferencia de lo que ocurre en zonas tropicales, los carbonatos de agua fría están altamente influenciados por patrones climáticos estacionales (James, 1997).

El color oscuro de las calizas de la Formación Las Tienditas puede ser atribuido a la presencia de abundante calcita microcristalina (micrita) y también al contenido de materia orgánica que hacia los tramos superiores del perfl presentan valores tan elevados como 4% COT (Aceñolaza y Esteban, 2007). Es sabido que la micrita puede tener un origen biogénico y formarse de la desintegración de algas calcáreas, o bien un origen inorgánico por precipitación de fango carbonático (Tucker, 1991). Teniendo en cuenta que se ha mencionado para las calizas de la Formación Puncoviscana s.l., la presencia de tapetes algales (Baldis y Omarini, 1984) se podría inferir para las micritas de la Formación Las Tienditas un origen orgánico. No obstante, no debe descartarse la posibilidad de un origen inorgánico para las mismas.

Una alta productividad cianobacterial tiene lugar en zonas de upwelling y es allí donde se pueden desarrollar calizas oscuras como las observadas en el perfl de Las Tienditas. Esto ocurre principalmente en latitudes media y alta, donde los patrones climáticos son marcadamente estacionales, al igual que la circulación oceánica y los procesos biológicos. Sin embargo, se ha estimado que ciertos factores globales, como los asociados a períodos de deglaciación, han influenciado las corrientes de upwelling. Estas corrientes aportan abundantes nutrientes a las aguas de superficie, generando ciclos de florecimiento cianobacterial. La superproducción orgánica influye marcadamente en el contenido de oxígeno disuelto en el agua, el cual sufre una importante disminución. De esta manera, podemos establecer que las calizas negras, ricas en carbono orgánico de la Formación Las Tienditas, documentan condiciones oceanográficas únicas caracterizadas por aguas oceánicas relativamente pobres en oxígeno.

En este sentido, teniendo en cuenta los datos isotópicos obtenidos en la Formación Las Tienditas por Aceñolaza y Toselli (2009) y López de Azarevich et al. (2010a y b), que muestran que el registro de d13C permite inferir que durante la mayor parte de la depositación de las calizas hubo una productividad biológica importante y un ligero enriquecimiento del agua del mar en 13C. Esto podría estar relacionado con el evento post-glacial Gaskier propuesto por Aceñolaza y Toselli, (2009) y López de Azarevich et al. (2010a y b) para quienes la acumulación de los carbonatos de Las Tienditas y Tumbaya sería coincidente con la aparición de la vida ediacarana. En este punto hay que destacar que ya Loss y Giordana (1952) y Toselli et al (2005), han mencionado la presencia de niveles aparentemente várvicos en las nacientes de Tumbaya Grande y conglomerados en la serranía del Castillejo (Omarini y Baldis, 1984) que bien pueden tener un origen similar.

Conclusión

Las características petrográficas y de contenido de carbono que se observan en los carbonatos de la sección de Las Tienditas nos hacen pensar que éstos se habrían formado en aguas poco profundas bajo una fuerte influencia de condiciones paleoambientales de tipo upwelling. El alto contenido de material de origen orgánico señala que en el área de proveniencia se daba una alta productividad de cianobacterias y que la circulación oceánica era limitada, propia de aguas relativamente frías generadas bajo condiciones propias de latitudes medias a altas. En este caso no habría que descartar el hecho de que este tipo de carbonatos tuvo su origen en una etapa posglacial de fnes de Ediacarano.

Se destaca que la existencia de aguas relativamente frías están relacionadas a movimientos de masas de aguas provenientes de sectores de mayor profundidad, ricas en materia orgánica, que circulaban hacia sectores de condiciones litorales, tal como en conjunto se presenta el desarrollo de la Formación Puncoviscana s.l.. Esto bien pueden darse en ambientes limitados, como lo son los aforamientos de Las Tienditas, Volcán y Tumbaya, los que se habrían originado en una estructura aulacogénica tal como es propuesta por autores que conceptualmente interpretan la cuenca de la Formación Puncoviscana s.l. como autóctona y desarrollada sobre el borde gondwánico.

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Recibido: 2 de agosto de 2010
Aceptado: 5 de octubre de 2010.