Paleosuelos y trazas fósiles de la Formación Cangahua (Pleistoceno): reconstrucción de un sistema volcaniclástico intermontano en los Andes centrales de Ecuador

BELLOSI, E., J. GENISE, M.V. SANCHEZ, J.L. ROMAN-CARRION, L. CANTIL

Salta

Congreso; XIII Reunión Argentina de Sedimentologia; 2012

Asociacion Argentina de Sedimentologia

El relleno neógeno continental de la Depresión Interandina de Ecuador se completa con una sucesión volcaniclástica del Pleistoceno. La Formación Cangahua fue originalmente vinculada a eventos glaciarios e interglaciarios eólico-lacustres (Sauer, 1950), y luego a procesos volcano-sedimentarios (Clapperton y Vera, 1986). Sus afloramientos, coincidentes con la Zona Volcánica Norte sudamericana, se restringen a una cuenca de intraarco limitada por fallas, con numerosos estratovolcanes plio-cuaternarios a lo largo de 500 km (fig. 1). Esta sucesión intermontana de 50-100 m de espesor cuenta con dataciones radimétricas de 50-12 ka. Es reconocida por sus abundantes restos de mamíferos, los cuales desaparecieron a fines del Pleistoceno posiblemente por cambios climáticos vinculados al Ultimo Máximo Glacial (Coltorti et al., 1998). Las trazas fósiles de escarabajos son otro destacable componente relacionado con los grandes mamíferos herbívoros. Bolas de cría de escarabajos coprófagos se preservan frecuentemente en paleosuelos de esta unidad. Luego de ser inicialmente descriptas como Coprinisphaera ecuadoriensis, no se ha generado nueva información sobre las mismas en Ecuador. Su significación fue destacada por Genise et al. (2000) al definir la primera asociación de trazas fósiles en paleosuelos: la icnofacies de Coprinisphaera, representativa de ambientes dominados por vegetación herbácea. Se presenta aquí una caracterización e interpretación preliminar de la F. Cangahua, junto con el análisis de paleosuelos e icnofósiles para reconstruir la evolución del paisaje y el paleoclima de un sistema ecuatorial de alta montaña afectado por continua actividad volcánica. Se estudiaron afloramientos en la prov. de Pichincha (Tumbaco, Guayllabamba-Tanda, La Merced, Qda Santa Ana, centro de Quito, rio Chiche) y Qda Chalán en Chimborazo (fig. 1). La figura 2 muestra un perfil reconstruido de la unidad. En la sección más completa (río Chiche) se apoya en discontinuidad sobre la F. Chiche (Clapperton y Vera, 1986). Su tope generalmente está cubierto por sedimentos y suelos recientes. En términos generales se reconocen facies volcaniclásticas primarias finas y gruesas, depósitos resedimentados y niveles edafizados. Predominan las chonitas macizas (i.e. fangolitas piroclásticas) castaño amarillentas, tamaño limo-arena muy fina, bien seleccionadas, y capas similares con gradación normal y clastos tobáceos dispersos o fragmentos pumíceos. En la sección media se intercalan continuos estratos con clastos pumíceos blancos dentro de un intervalo de tobas finas y chonitas laminadas. Localmente ocurren brechas tobáceas matriz-soportadas gradadas (clastos 1-7 cm), tobas macizas con rodados extraclásticos dispersos o estratificación cruzada, y lentes de conglomerados clasto-soportados. En menor medida se observan conglomerados extraformacionales gradados y tobas arenosas de base erosiva con estratificación cruzada en artesa. No se reconocieron flujos de lava ni brechas autoclásticas en estas localidades.Una mayoritaria proporción (40-70 %) de los depósitos exhiben efectos de edafización. En Tanda y rio Chiche se superponen más de 20 y 30 paleosuelos, respectivamente. De acuerdo a la composición, textura y estructura se distinguen tres pedotipos: A) Paleosuelos con horizontes argílicos, peds en bloque o granulares bien desarrollados (Bt) y horizontes de colores cálidos con nódulos o cemento de óxidos/hidróxidos de Fe o costras ferruginosas. Se reconocen trazas de raíces y muy escasas Coprinisphaera. Este pedotipo prevalece en la sección inferior. B) Paleosuelos con horizontes cálcicos, como cemento disperso, nódulos aislados o rizoconcreciones carbonáticas, y/o niveles (petrocálcicos) de calcretes laminares delgados a nodulares (Bk). Son frecuentes las Coprinisphaera y escasos los rizolitos y trazas de lombrices. Corresponde a suelos con alta saturación de bases, comunes en la sección superior. C) Paleosuelos homogéneos con abundantes rizolitos de material arcilloso, carbonoso u óxidos de manganeso, y excavaciones de invertebrados. No incluyen cementos ni nódulos. Pueden presentar delgados horizontes arcillosos con estructura pedal y escasas Coprinisphaera.Los numerosos paleosuelos en toda la columna indican que los eventos volcaniclásticos fueron en su mayoría subaéreos, discontinuos y espaciados en el tiempo. Las acumulaciones tuvieron lugar en áreas intravolcánicas o proximales, mediante caídas de piroclastos y flujos densos que coexistieron en forma balanceada, aunque localmente pudo predominar uno u otro. Los flujos densos, representados por brechas granodecrecientes, correspondieron a flujos volcaniclásticos de alta concentración y de surgencia. Los depósitos de caída limosos que exhiben mejor selección granulométrica y tabularidad, y tapizan o suavizan las irregularidades previas, se consideran loessitas téfricas. Su carácter macizo y potencia individual sugiere explosiones volcánicas uniformes. Infrecuentes fluctuaciones en las erupciones o vientos ocasionaron capas laminadas. El subordinado desarrollo de ríos en estas zonas intermontanas se reconoce por los esporádicos depósitos de conglomerados y tobas arenosas con estructuras tractivas, los cuales tienden a concentrarse en la parte inferior. La mayor proporción y desarrollo de paleosuelos formados en depósitos de caída sugiere que los lapsos de estabilidad ambiental subsecuentes a cada evento fueron más prolongados que los relacionados con los flujos volcaniclásticos. Por consiguiente, a pesar que éstos fueron menos prolongados habrían ocasionado una alteración más aguda del paisaje que los eventos de caída.La disposición de pedotipos y el grado de desarrollo de paleosuelos a lo largo de la F. Cangahua reflejan cambios en las condiciones de edafización. En la sección inferior predominan paleosuelos argílicos oxidados tipo A con desarrollo moderado (Alfisoles), junto a caídas y flujos volaniclásticos y escasos canales fluviales. Esto representa ambientes estables de lenta sedimentación, clima subhúmedo-húmedo y estacional, con fluctuaciones del nivel freático que favorecieron condiciones de oxidación-reducción alternadas. Prevaleció vegetación arbórea a herbáceo-arbórea abierta, con productividad orgánica relativamente alta por la bioturbación. La sección media incluye escasos paleosuelos tipo C de pobre desarrollo y elevada bioturbación (Entisoles ándicos, Andisoles) relacionados con depósitos de flujos. Se infiere que el ambiente se volvió más variable por acción de frecuentes flujos volcaniclásticos. En la sección superior predominan paleosuelos con horizontes cálcicos tipo B (Aridisoles) y en menor proporción con estructura granular (Mollisoles) y concentraciones de carbonato. Ambos se vinculan con depósitos de caídas y escasos flujos volcaniclásticos. Las erupciones de cenizas finas habrían sido intensas y discontinuas. En esta última etapa los paisajes se estabilizaron, con suelos mejor drenados. La aparición de nódulos carbonáticos y su profundidad indican una vegetación más monótona y esparcida, disminución de las precipitaciones y clima semiárido. El ecosistema dominante habría sido un pastizal. El incremento de Coprinisphaera obedecería al aumento en la población de grandes herbívoros.