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La Formación Vinchina fue depositada entre los 16 y 8 Ma en una cuenca de antepaís fracturada del noroeste de la Argentina, registrando sedimentación en ambientes continentales, alcanzando un espesor de 6 kilómetros. Estudios de detalle realizados en la sierra de Los Colorados permitieron reconocer trece facies sedimentarias que representan ambientes fluviales, de interacción eólica-fluvial, aluviales, lacustres y eólicos. La distribución lateral de las facies permitió separar tres sectores: norte, centro y sur. El primero presenta la mayor abundancia de conglomerados y el mayor tamaño en los clastos. El sector central comprende areniscas y pelitas en proporciones similares, mientras que en el sur dominan las pelitas. Esta variación litológica permite suponer que el patrón de distribución de los sedimentos fue norte-sur. La evolución paleoambiental es sintetizada en cuatro estadíos. Durante la etapa 1 (parte baja del Miembro Inferior) el sedimento era transportado por sistemas entrelazados efímeros y retrabajado por el viento (interacción eólica-fluvial). En la etapa 2 (resto del Miembro Inferior) predomina del transporte fluvial (sistemas anastomosados) y lóbulos terminales.La región continuaba en una posición distal respecto al área montañosa más cercana (sierra del Toro Negro). El tercio inferior del Miembro Superior (etapa 3) presenta sistemas entrelazados gravo-arenosos (norte), entrelazados areno-gravosos y meandriformes (región central) y anastomosados que engranan con sistemas eólicos y de interacción eólica-fluvial (sur). Durante la etapa 4 (parte superior del Miembro Superior) se desarrollaron sistemas meandriformes en el sector medio que proveían sedimento fino a sistemas lacustres efímeros ubicados en el extremo sur.