GEOLOGÍA Y BIOCRONOESTRATIGRAFÍA DEL LÍMITE MIO-PLIOCENO EN EL SUR DE LA REGIÓN PAMPEANA: LA CUENCA DEL QUEQUÉN SALADO COMO CASO DE ESTUDIO.

BEILINSON, E.; GASPARINI, G.M.; TOMASSINI, R.L.; ZÁRATE, M.A.; DESCHAMPS, C.M.; RABASSA, J.

San Miguel de Tucumán

Congreso; XX Congreso Geológico Argentino; 2017

Asociación Geológica Argentina

La naturaleza discontinua y poco potente de los afloramientos neógenos y cuaternarios en la Pampa Interserrana ha sido uno de los principales problemas en la reconstrucción de las relaciones estratigráficas del registro en esta zona. En este contexto regional fragmentado, los afloramientos a lo largo del valle del río Quequén Salado (QS) y su tributario, el arroyo Indio Rico, proveen un marco clave, ya que es un área pequeña en la cual se han recuperado abundantes restos de mamíferos neógenos. El objetivo de esta contribución es reconstruir la historia geológica del Neógeno registrada en los afloramientos del río Quequén Salado mediante estudios estratigráficos, sedimentológicos y paleomagnéticos así como también mediante el estudio de los restos de vertebrados. El área de estudio es un sitio crucial para comprender la evolución de la cuenca de la Pampa Austral durante el Mioceno tardío?Plioceno temprano así como también para testear la validez de los esquemas biocronológicos y bioestratigráficos vigentes.El estudio de los rasgos geomorfológicos generales de la cuenca del río Quequén Salado (e.g. pendiente, altitud de los sitios) revela que aguas abajo (desde el sitio Cascada Escondida hasta el sitio Paso del Médano), el valle fluvial incide cada vez más profundo en los niveles estratigráficos más antiguos del sustrato neógeno, lo cual se interpreta como un caso de erosión retrocedente y profundización. De esta manera, los depósitos neógenos más jóvenes (Plioceno) afloran en la parte distal de la cuenca media. Aguas abajo del sitio Paso del Indio Rico, el valle del QS gradualmente se ensancha y profundiza, mostrando en sus márgenes afloramientos saltuarios de las unidades neógenas más antiguas. Aquí, los niveles pliocenos están expuestos en la parte superior de la pared del valle, a 0,1-0,2 km de distancia del canal principal actual y cubiertos por un manto eólico del Cuaternario tardío.La sucesión de depósitos neógenos que aflora en el valle tiene una potencia media de 10 metros y está conformada principalmente por areniscas finas a medianas, areniscas limosas y limolitas; los depósitos arcillosos son escasos. Debido a esta homogeneidad litológica, se consideró conveniente dividir el registro sedimentario en dos unidades aloestratigráficas, llamadas informalmente A (inferior) y B (superior) en base a la identificación de una superficie de discontinuidad (superficie erosiva) entre las dos. Este límite aloestratigráfico está expuesto en la localidad de Paso del Indio Rico.La unidad aloestratigráfica A (UAA) varía entre 2 y 4m de espesor y su base no está expuesta. Está conformada principalmente por el elemento arquitectural OV: cuerpos tabulares de areniscas limosas con estratificación horizontal (Sh), laminación relíctica (Sm) o masivas (Sm) o cuerpos mantiformes de limolitas y areniscas muy finas (Fl) o por arcilitas y limolitas con laminación relíctica o masivas, ocasionalmente con grietas de desecación (Fm). Estos cuerpos se interpretan como generados por flujos no confinados relacionados a crecidas/inundaciones episódicas en las zonas de planicie de inundación proximal y distal y que finalizaron con decantación de material durante el periodo de descenso de la inundación. Dentro de la UAA también pueden observarse cuerpos lenticulares de areniscas con estratificación entrecruzada en artesa (St), laminación relíctica (Sm) o masivas (Sm) asignados al elemento arquitectural AE2. Se trata de depósitos de relleno de canal en cuerpos tipo cinta (ancho/profundidad < 3,5) con una base erosiva de bajo relieve y rodeados por depósitos de granulometría fina de las facies Fl y Fm. Es característica la ausencia de superficies de acreción lateral. Entre los vertebrados recuperados de la UAA se encuentran Xenodontomys ellipticus, Lagostomus sp., Argyrolagus sp. y Paedotherium minor entre otros. Las facies identificadas permiten interpretar un contexto de alta acomodación y alta dinámica sedimentaria en el cual prevalecieron los flujos no canalizados o pobremente canalizados, con escasa participación de canales menores y de baja sinuosidad que drenaban la planicie. Los niveles superiores de la UAA están caracterizados por el desarrollo de un paleosuelo cálcico maduro, señalando el dominio de la pedogénesis por sobre los procesos de erosión y/o sedimentación. Esto es indicador de un periodo de estabilidad geomorfológica relativamente prolongado en la cuenca fluvial neógena del Quequén Salado.La unidad aloestratigráfica B (UAB) tiene una potencia variable entre 3 y 5m. Su base está bien definida en la sección Paso del Indio Rico por una superficie erosiva con un relieve de hasta 1,5 m a la cual le siguen 2 m de un conglomerado polimíctico de matriz arenosa (Gt) o lentes de areniscas gruesas a muy gruesas de decímetros de potencia (Ss). La presencia de sabulitas cuarzosas y bloques de basamento de Ventania en estas facies indican que corresponderían a un evento regional de reactivación fluvial. También pueden encontrarse cuerpos lenticulares de areniscas finas con clastos carbonáticos, estratificación entrecruzada en artesa (St), planar (Sp), laminación horizontal o masivas (Sm) así como cuerpos tabulares de areniscas limosas o limolitas con estratificación horizontal (Sh), laminación relíctica (Sm) o masivas con grietas de desecación (Sm y Fm) con pedorasgos cálcicos abundantes. Los elementos arquitecturales de la UAB son similares a los de la subyacente UAA. Sin embargo, los depósitos de relleno de canal (AE1) presentan un arreglo interno más complejo. Las facies de areniscas lenticulares muestran una geometría en cinta a tabulares, con una base erosiva que incide entre 1 y 2 m en los depósitos de grano fino inmediatos inferiores (facies Sm y Fm). Internamente presentan superficies de reactivación y de acreción lateral, sugiriendo cuerpos amalgamados lateralmente. El elemento OV también está presente como cuerpos tabulares de areniscas y limolitas de 0,4 a 0,6m de potencia y apilados en sucesiones de 1,5 a 3m con evidencias de pedogénesis.En su conjunto, los depósitos de la UAB muestran un patrón repetitivo de destrucción y creación de espacio de acomodación, tal como lo enseña la sucesión vertical de depósitos de AE1, OV y AE1 nuevamente. Entre los vertebrados recuperados de la UAB se encuentran Eumysops laeviplicatus, Paramyocastor diligens, Actenomys priscus, Lagostomus incisus, Pseudoplateomys sp., Orthomyctera sp., Paedotherium bonaerense, Proscelidodon patrius y Parahyaenodon argentinus entre otros. Al compararla con la UAA, se puede asumir que UAB fue depositada durante un periodo de mayor inestabilidad geomorfológica, cuando los procesos alternantes de erosión y depositación dominaron por sobre la pedogénesis. El arreglo arquitectural de los depósitos neógenos del Quequén Salado (tanto UAA como UAB) indica que el registro sedimentario podría representar los términos distales de un sistema fluvial distributivo que drenaba desde las sierras de Ventania.La presencia de carbonatos pedogénicos puede relacionarse con suelos de climas áridos a semi-áridos con escasa vegetación. Mack et al. (1993) señalan que los Calcisoles son indicadores de paleoclimas secos y subtropicales (MAP < 1000 mm) mientras que Birkeland (1999) estimó que se necesita un MAP < 500 mm en climas fríos o MAP < 600 mm en climas cálidos (i.e. condiciones sub-húmedas a semiáridas-áridas) para que este tipo de pedorasgo se desarrolle. Asimismo, los flujos no confinados (no canalizados) y los flujos pobremente canalizados reflejan condiciones áridas o semiáridas, un periodo durante el cual la vegetación es escasa y conformaba pastizales (NorthyDavidson,2012). En este tipo de ambiente, el flujo superficial se ve favorecido no solo por el desborde de los canales durante las crecidas, sino también por flujos hortonianos que colectan y transportan agua de las lluvias pendiente abajo en la superficie topográfica.Todos los perfiles estudiados en el valle del río QS de los cuales se recuperaron fósiles muestran una magnetización reversa. Considerando la presencia de contactos erosivos y periodos de estabilidad e inestabilidad geomorfológica, puede interpretarse al registro como un registro puntuado (episódico) del campo magnético durante este cron reverso. De acuerdo con las asociaciones faunísticas encontradas en ambas unidades aloestratigráficas (UAA y UAB), se reconocieron dos biozonas: la zona de rango de Xenodontomys ellipticus (ver Deschamps, 2005) se reconoció en la UAA en Paso del Indio Rico y Paso del Médano. Si se tiene en cuenta la edad numérica obtenida para los niveles portadores de X. ellipticus en la localidad CanteraVialidad (5,28±0,04Ma; Schultz et al., 2006) y los datos paleomagéticos obtenidos en el presente estudio, esta unidad representaría, al menos en el área de estudio, un intervalo durante el cron C3r (5,23?5,89Ma) (Mioceno tardío?Plioceno temprano, Huayqueriense tardío). La zona de rango de Eumysops laeviplicatus (ver Tomassini et al., 2013) se reconoció en Cascada Escondida, Cascada de la Ruta 3 y Cascada Cifuentes. La ausencia de especímenes de X. ellipticus y la abundancia de A. priscus, el representante más derivado del linaje Xenodontomys-Actenomys (X-A), sugiere que la asociación faunística de la UAB es más moderna que la de la UAA. Además, la presencia de Paramyocastor diligens indica una edad Plioceno sensu lato. Se destaca que nose han encontrado taxones característicos del piso/edad Chapadmalalense.Schultz et al.(1998) reportan una edad de 3,27±0,08 Ma para los niveles superiores de la Formación Chapadmalal. Por lo tanto, tomando en consideración los datos paleomagnéticos obtenidos en el presente trabajo para la UAB, esta unidad podría representar un intervalo durante los crones C3n.1r (4,29-4,48Ma), C3n.2r (4,62-4,80Ma) o C3n.3r (4,89-4,98Ma), Plioceno temprano, piso/edad Montehermosense.La presencia del linaje X-A en los depósitos neógenos del QS claramente sugiere un patrón estratigráfico cuando su ocurrencia se examina en el contexto de las dos unidades aloestratigráficas. En el sitio Paso del Indio Rico, los depósitos de la UAA y UAB están en superposición estratigráfica; por lo tanto queda documentada por primera vez la superposición de la zona de rango de Xenodontomys ellipticus y de Eumysops laeviplicatus.En conclusión, la sección estratigráfica de Paso delIndio Rico representa un punto clave para comprender el registro geológico y paleontológico del límite Mio-Plioceno. Dicha sección es de gran relevancia para definir la extensión, los límites de las unidades estratigráficas y las condiciones paleoambientales del Mioceno más tardío y el Plioceno temprano en la cuenca de la Pampa Austral y, por ende, para redefinir los esquemas vigentes. El breve intervalo representado por cada asociación faunística sugiere que los esquemas del Cenozoico tardío necesitan una revisión, particularmente la extensión y límites de las unidades bioestratigráficas. En este sentido, el ?Irenense? no representaría una unidad bioestratigráfica válida ya que, de acuerdo al modelo geológico aquí propuesto, estaría representado por elementos de la zona de rango de Xenodontomys ellipticus en la cuenca baja del QS y por elementos de la zona de rango de Eumysops laeviplicatus en la cuenca media del QS.LISTA DE TRABAJOS CITADOSBirkeland, P., 1999. Soils and Geomorphology.Oxford University Press,Oxford,United Kingdom.Deschamps,C.M., 2005. Late Cenozoicmammalbio-chronostratigraphyinsouthwestern Buenos Aires Province, Argentina. Ameghiniana 42, 733- 750.Mack, G.H., James,W.C., Monger,H.C., 1993. Classification ofpaleosols. GeologicalSociety of America Bulletin 105, 129-136.North, C.P. yDavidson, S.K., 2012. Unconfined alluvial flow processes: Recognition andinterpretation of their deposits, andthesignificance for palaeogeographicreconstruction.Earth-ScienceReviews 111, 199-223.Schultz, P.,Zárate,M.,Hames,W.,Camilión, C. y King, J., 1998. A 3.3 Ma impactinArgentina and possible consequences. Science 282, 2061-2063.Schultz, P.H., Zárate,M.A.,Hames,W.E.,Harris, R.S., Bunch, T.E., Koeberl, C.,Renne, P. yWittke, J., 2006. The record of Mioceneimpacts in the ArgentinePampas.Meteoritics&PlanetaryScience 41,749-771.Tomassini, R.L., Montalvo, C.I., Deschamps, C.M. y Manera, T., 2013. Biostratigraphyand biochronology of the Monte Hermoso Formation (earlyPliocene)atits typelocality, Buenos Aires Province, Argentina. Journal of SouthAmerican Earth Sciences48, 31-42.