Bioestratigrafía de conodontes y Microfacies carbonáticas del techo de la Formación San Juan (Ordovícico) y su pase a la Formación Gualcamayo en el extremo norte de la Precordillera

Abstract

En el presente trabajo de tesis Doctoral se da a conocer el estudio taxonómico de los conodontes recuperados de las calizas y el estudio petrológico de las mismas, de los niveles correspondientes al límite entre las formaciones San Juan y Gualcamayo con el fin de brindar precisiones sobre las edades y las condiciones paleoambientales verificadas en el extremo norte de la Precordillera de San Juan. Con el objetivo de estudiar y analizar la fauna de conodontes y caracterizar las microfacies carbonáticas de dichos niveles, se seleccionaron tres perfiles ubicados entre los ríos Guandacol y Gualcamayo. De norte a sur las secciones estudiadas corresponden a: quebrada Los Sapitos, quebrada Río de Los Piojos y quebrada El Tropiezo (afluente del río Gualcamayo). En las tres secciones se relevaron perfiles litoestratigráficos de detalle en los tramos cuspidales de la Formación San Juan y niveles basales de la Formación Gualcamayo. En las secciones quebradas Los Sapitos y Río de Los Piojos se describieron para las unidades estudiadas siete litofacies: Mudstone, Mudstone brechoso, Mudstone-Wackestone nodulares, Wackestone masivos, Wackestone lajosas, Wackestone-Mudstone lajosas y Brecha carbonática. A partir del análisis microfacial se definieron seis microfacies carbonáticas: Mudstone bioclástico, Mudstone-Wackestone bioclástico, Mudstone-Wackestone intraclástico, WackestonePackstone bioclástico, Microesparita bioclástica, Mudstone-Wackestone bioclástico con cianobacterias. Las litofacies y microfacies carbonáticas de estas secciones se agruparon en tres asociaciones de facies y su interpretación permitió inferir condiciones paleoambientales muy someras, por encima del nivel de base de olas, típicas de rampa interna, con desarrollo de subambientes tipo lagoon. En la sección Río de Los Piojos se reconoce el desarrollo de una clinoforma la cual favorece el deslizamiento de flujos con material carbonático semiconsolidado. De manera selectiva se recolectaron un total de 22 muestras carbonáticas orientadas, para la obtención de elementos conodontales y para la realización de superficies pulidas y láminas delgadas. De las secciones quebradas Los Sapitos y Río de Los Piojos, se recuperaron un total de 1716 elementos conodontales. El registro de la especie Oepikodus intermedius Serpagli y su fauna asociada permite indicar una edad ordovícica inferior (Floiano tardío) para los niveles estudiados, indicando la Zona de Oepikodus intermedius. Los elementos conodontales presentan un índice de alteración de color (CAI) que varía entre 3 y 4. Estos valores indicarían temperaturas de soterramiento de 110 a 300ºC y estarían relacionados con los intrusivos y soluciones hidrotermales que afectan la zona. El análisis de las biofacies de conodontes de la sección quebrada Los Sapitos permiten obtener la abundancia relativa de los géneros Periodon, Oepikodus y Bergstroemognathus. Estableciendo las biofacies de Periodon, Oepikodus y Bergstroemognathus. La abundancia de dichos géneros estaría indicando condiciones favorables para su desarrollo. Se realizó la correlación bioestratigráfica de las secciones quebradas Los Sapitos y Río de Los Piojos, con otras secciones previamente estudiadas en el ámbito de Precordillera Central. A partir de este análisis se considera que para el lapso temporal (Zona de O. intermedius) la cuenca ordovícica desarrolló los depósitos más someros al norte de la Precordillera, siendo el ingreso de clástico más temprano que en otras secciones centrales de la misma (Niquivil y Talacasto). En el sur de la Precordillera (Salagasta) el ingreso de clástico también es temprano, pero el contenido de material grueso (grainstone) indicaría una posición más alejada de la línea de costa. Por otro lado, en la sección quebrada El Tropiezo (afluente del río Gualcamayo) se describieron dos litofacies para la Formación San Juan; WackestonePackstone lajosos y Wackestone-Packstone nodulares y tres microfacies; Wackestone-Packstone bioclástico, Packstone peloidal, Grainstone-Packstone bioclástico. Las litofacies y microfacies carbonáticas se agruparon en 2 asociaciones de facies que permitieron inferir el desarrollo de una rampa media, con influencia de olas de tormenta, facies someras de mar abierto y energía moderada a alta para el Ordovícico Medio del área de estudio. En cuanto a los conodontes, se recuperaron un total de 1244 elementos conodontales. El registro de la especie guía Lenodus variabilis (Sergeeva) y su asociación acompañante permite asignar al techo de la Formación San Juan una edad darriwiliana temprana, indicando la Zona de Lenodus variabilis. Los elementos conodontales presentan un índice de alteración de color (CAI) de 4, cuyo valor indicaría temperaturas de soterramiento de hasta 300ºC. Al igual que en las otras secciones, el valor de CAI estaría indicando temperaturas que están relacionadas a la mineralización de la zona. El análisis de las biofacies de conodontes de la sección El Tropiezo muestra un predominio relativo de los géneros Periodon y Erraticodon, lo que ha permitido definir las biofacies de Periodon y Erraticodon.

Abstract The purpose of this contribution is to obtain the PHD degree in Geological Sciences. The Ordovician conodont taxonomy and carbonate petrology studies from the upper beds of the San Juan Formation and lowermost levels of the Gualcamayo Formation, that cropping out in northern Precordillera, are the main topics developed here. The age and the paleoenvironmental conditions of these beds are the principal conclusions. The conodont fauna and carbonate microfacies studies of these strata are based on three selected sections located between the Guandacol and Gualcamayo rivers, being these located from north to south at Los Sapitos, Rio Los Piojos and El Tropiezo creeks (this last is tributary to the Gualcamayo River). These three sections were surveyed for getting detailed lithostratigraphic columns of the uppermost part of the San Juan Formation and lowermost strata of Gualcamayo Formation. Seven lithofacies were described for this rock interval at the Los Sapitos y Río de Los Piojos creeks: Mudstone, Brecciate mudstone, Nodular mudstonewackestone, Massive wackestone, Slabby wackestone, Slabby wackestone-mudstone and Carbonate breccia. A total of 22 selectively oriented carbonate samples were collected with the purpose for obtaining conodontal elements, carbonate polished surfaces and thin sheets. Six carbonate microfacies were defined after the microfacies study: bioclastic mudstone, bioclastic mudstone-wackestone, intraclastic mudstone-wackestone, bioclastic wackestone-packstone, bioclastic microsparite, bioclastic with cyanobacteria mudstone-wackestone. The lithofacies and carbonate microfacies of these sections were grouped into four facies associations and their interpretation allowed inferring very shallow paleoenvironmental conditions, above the basal level of waves, typical of internal ramp, with development of lagoon - type environment. The development of a clinoform was inferred in the Río de Los Piojos section which favored the sliding of semiconsolidated carbonate sediments. A total of 1716 conodonts were recovered from the Los Sapitos and Río de Los Piojos creeks. The record of Oepikodus intermedius Serpagli indicates a Lower Ordovician age (late Floian) for the studied levels. Conodonts showed colors that had been compared with the color alteration chart following CAI procedures, and obtaining values of 3 to 4. These values would indicate burial temperatures from 110 to 300 ° C. The analysis of the conodont biofacies of Los Sapitos creek section allows to obtaining the relative abundance of the genera Periodon, Oepikodus and Bergstroemognathus. Therefore, the biofacies of Periodon, Oepikodus and Bergstroemognathus are proposed. Taking into account the stratigraphy and the biostratigraphy of these two sections and comparing them with others previously studied for this time interval, they would represent the shallowest deposits located in this part of the basin for this time interval. There the income of fine clastic sediments to the basin produced the closing of the carbonate factory, earlier than in other parts of the Precordillera (early O. intermedius Zone). The closing of the carbonate factory also occurred in the Salagasta region (Southern Precordillera) where the clastic income arrived during the late O. intermedius Zone, the main differences are related to the time and the size of clastic grain, indicating a different position in the basin, probably building barriers far away from the coast. Two lithofacies were described for the uppermost part of the San Juan Formation in El Tropiezo section (tributary of the Gualcamayo River): wackestonepackstone and nodular wackestone-packstone and three microfacies: bioclastic wackestone-packstone, peloidal packstone, bioclastic grainstone-packstone. The study of the lithofacies and carbonate microfacies allowed grouping them in 2 facies associations that permit interpreting a middle ramp storm wave influenced setting, shallow facies of open sea and moderate to high energy, developed in this area during Darriwilian times (Middle Ordovician). A total of 1244 conodont elements were recovered. The record of the species Lenodus variabilis (Sergeeva) assign to the top of the San Juan Formation an early Darriwilian age, indicating the Lenodus variabilis Zone. The conodontal elements have a color alteration index (CAI) of 4, the value of which would indicate burial temperatures up to 300 ° C. The analysis of the conodont biofacies of the El Tropiezo creek section shows a relative predominance of the genera Periodon and Erraticodon, which has allowed defining the Periodon and Erraticodon biofacies.