Sedimentología y modelos deposicionales de la Formación Mata Amarilla, Cretácico de la Cuenca Austral, Argentina

AUGUSTO NICOLÁS VARELA

EDULP (Editorial de la Universidad Nacional de La Plata)

Lugar: La Plata; Año: 2011 p. 383

978-950-34-0762-2

RESUMEN Este trabajo consistió en el análisis sedimentológico y estratigráfico de los depósitos litorales y continentales de la Formación Mata Amarilla, la cual aflora en el Sudoeste de la provincia de Santa Cruz y forma parte del relleno de la Cuenca Austral. Es identificada litoestratigráficamente por la alternancia muy marcada de areniscas blanquecinas y pelitas grises y negras, que en su parte inferior y superior posee niveles de coquinas y arenas bioclásticas. Para el desarrollo de esta tarea se relevaron 15 perfiles de detalle (escala 1:100) en los que se identificaron los principales tipos litológicos, las estructuras sedimentarias primarias, las estructuras biogénicas, el contenido paleontológico, la geometría de los cuerpos de rocas, su orientación y jerarquía, la naturaleza de las superficies límites y los contactos con la unidades infra y suprayacentes. Conjuntamente, se efectuó un muestreo sistemático a fin de realizar estudios composicionales mediante petrografía y difracción de rayos X. El estudio petrográfico de los sedimentos arenosos de la Formación Mata Amarilla permitió caracterizarlos como litoarenitas feldespáticas, a excepción de tres muestras las cuales se clasificaron como feldarenitas líticas. Los análisis de difracción de rayos X de roca total de la Formación Mata Amarilla evidencian un cambio composicional importante respecto de las unidades infra y suprayacentes (Fm. Piedra Clavada y Fm. La Anita). En lo que respecta al análisis de la fracción arcilla se observó que están compuestas principalmente por esmectita y en escasa proporción se observa la presencia de caolinita. Está última generalmente se halla asociada a la matriz de las facies más gruesas. Por último, se destaca la presencia de abundante a moderada paligorskita en los niveles inferiores de la Formación Mata Amarilla. A partir de los análisis de las modas detríticas se puede concluir que el aporte principal de las areniscas de la Formación Mata Amarilla es proveniente de un arco magmático y en mucho menor medida desde un área orogénica. Por otra parte, las unidades infra y suprayacentes (formaciones Piedra Clavada y La Anita), también reflejan una procedencia desde un arco magmático. La porosidad de las areniscas de la Formación Mata Amarilla es mayormente de tipo primaria, aunque en algunos casos se observó porosidad secundaria. El análisis de las secciones delgadas permite determinar que la porosidad primaria es muy alta a alta, principalmente en la sección media de la formación. Con respecto a la diagénesis, la muy baja proporción de interestratificados de illita/esmectita, sumado a que la abundancia de capas expansivas en los mismos es de alrededor del 90%, permiten indicar que el grado de diagénesis de la Formación Mata Amarilla ha sido muy bajo. El análisis sedimentológico de la formación permitió reconocer 38 facies sedimentarias, a partir de las cuales se definieron las correspondientes asociaciones de facies /Unidades sedimentarias. En el presente trabajo se definieron 18 unidades sedimentarias de la Formación Mata Amarilla. Las mismas se dividieron en nueve unidades litorales (barras sabulíticas, barras de mediana escala, lóbulos bioclásticos, barras bioclásticas, barras arenosas con estratificación en hueso de arenque o herringbone, barras arenosas con estratificación monticular o hummocky, canales gravosos de pequeña escala y diamictitas, heterolíticos con fósiles marinos y sedimentación de grano fino con valvas) y en nueve unidades continentales (canales en manto gravosos, canales en manto arenosos, faja de canales complejos, canales simples de gran escala, canales simples de pequeña escala, barras de pequeña escala, lóbulos, sedimentación de grano fino y heterolíticos con fósiles continentales). A partir de la integración de esta información, se definieron los siguientes ambientes de acumulación: sistema de albufera; sistema de estuario y delta de cabecera de estuario o bayhead delta; sistema de planicie costera; sistema fluvial distal; sistema fluvial meandroso de baja sinuosidad con agradación; sistema fluvial meandroso de alta sinuosidad y sistema fluvial entrelazado. El análisis de la información de subsuelo permitió correlacionar de manera efectiva la estratigrafía de superficie con la de subsuelo, proveniente del Sur y Sudeste del área de afloramientos. La paleogeografía en la sección inferior de la Formación Mata Amarilla, está caracterizada en el sector Norte por un sistema albuférico limitado por barreras arenosas, el cual esporádicamente es afectado por tsunamis los cuales generan depósitos de sobrelavado o washover. Estos depósitos presentan desarrollo de paleosuelos hidromórficos intercalados (histosoles, histosoles ácidos y vertisoles), asociados a periodos de oscilación del pelo de agua de la albufera. Hacia el Sur del área de estudio, se identificó una bahía o estuario en el cual desemboca un delta de cabecera de estuario o bayhead delta. Por su parte, en el sector occidental se interpretó un sistema fluvial distal, caracterizado por canales simples de gran escala encapsulados en pelitas con pedogénesis sobreimpuesta (histosoles, histosoles ácidos y vertisoles). En la sección media de la Formación Mata Amarilla, los paleoambientes son de carácter netamente continental, el pasaje entre la sección inferior y media está marcado por un nivel de paleosuelos de gran desarrollo (alfisoles vérticos y vertisoles), asociado al ?Bosque petrificado María Elena?, en el resto de la sección media los paleosuelos son de tipo vertisoles e inceptisoles. La paleogeografía está signada por la variación Oeste-Este de los sistemas fluviales que integran la paleo red de drenaje de la zona estudiada. De esta manera, los sistemas fluviales en el área occidental son de tipo entrelazados, pasando hacia el Este a sistemas fluviales meandrosos de alta sinuosidad y en la porción más oriental son de tipo meandrosos de baja sinuosidad con agradación. Por último, la configuración paleogeográfica para la sección superior de la Formación Mata Amarilla, también presenta un cambio Oeste-Este de los paleoambientes sedimentarios. Esta sección superior es muy similar a la sección inferior pero hay una migración de la línea de costa hacia el Este. Se detectaron cambios en la relación entre espacio de acomodación y aporte de sedimento en la Formación Mata Amarilla, estos cambios son generados por fuertes cambios en el nivel de base de los sistemas fluviales. Estos cambios del nivel de base son producidos por cambios relativos del nivel del mar. Desde el punto de vista de la estratigrafía secuencial, la sección inferior de la Formación Mata Amarilla representa una transgresión marina, la sección media una regresión forzada, y la sección superior una nueva transgresión. La regresión forzada de la sección media de la formación, se evidencia en el sector oriental por el pasaje abrupto de un sistema estuarino a un sistema netamente fluvial. Mientras tanto, en el Oeste se evidencia a partir del cambio de un sistema fluvial distal a un sistema fluvial proximal con canales en manto. Esta regresión forzada de la sección media se da conjuntamente con el desarrollo del bosque petrificado María Elena, el cual posee árboles en posición de vida en el sector oriental del área de estudio y árboles pseudotransportados en el sector occidental. Es de destacar que el fuerte cambio Oeste-Este en la evolución de los sistemas fluviales, sumado a la dirección de paleocorrientes de los mismos, está en concordancia con la dirección de progradación de la faja plegada y corrida de la Cuenca Austral. Es por ello que las variaciones relativas del nivel del mar responderían a controles tectónicos, más que a fluctuaciones puramente eustáticas. De esta manera, la depositación de la Formación Mata Amarilla marca el comienzo de la etapa de antepaís en la Cuenca Austral. Se reconocieron dos tipos de escala de variación en la relación de acomodación/aporte de sedimentos controladas por la actividad tectónica. Una variación de gran escala, que genera la depositación de las tres secciones de la Formación Mata Amarilla, y una variación de menor escala que ocurre como respuesta a periodos puntuales de corrimiento y plegamiento de la faja plegada y corrida, es decir cargas locales. Estas variaciones de menor escala fueron reconocidas en la zona más cercana a la faja plegada y corrida, corresponden a la zona occidental del área de estudio. Estas variaciones generan pequeños cambios en los sistemas fluviales, desde proximales a distales. Durante los periodos puntuales de corrimientos se produce un incremento de carga adicional, lo cual deriva en una mayor subsidencia flexural en las áreas contiguas o cercanas al cinturón corrido y plegado. La Formación Mata Amarilla incrementa notablemente su espesor hacia el Sur. Esto se debe a que durante el desarrollo de la cuenca marginal, la apertura se produjo desde el Sur hacia el Norte. De esta manera, la corteza en el sector Sur (áreas de subsuelo y unidades correlacionables del área de ?Última Esperanza?, Chile), se encuentra más adelgazada, ya que se generó corteza oceánica durante el estadio de hundimiento termal de la Cuenca. Por su parte, en la zona de afloramiento estudiada en el presente trabajo no se generó corteza oceánica. Es decir que la corteza es más gruesa y más antigua. Durante la etapa de antepaís, hay un cambio de un régimen extensivo a uno compresivo. Al someter a compresión dos cortezas con comportamientos reológicos diferentes (rigidez flexural), el resultado de la flexión de las mismas es también diferente. La rigidez flexural representa la rigidez de la placa y depende del grosor de la misma. Así, cuando la placa es más gruesa posee mayor rigidez flexural y viceversa. Esto explica la variación de los ambientes depositacionales hacia el Suroeste del área de estudio, lo cual coincide con el depocentro de la Cuenca Austral. La edad de depositación de la sección media de la Formación Mata Amarilla es de 96,23 ± 0,71 Ma (Cenomaniano medio). Se considera que el inicio de la cuenca de antepaís es claramente coincidente con el inicio de la deposición de la sección inferior de la Formación Mata Amarilla. Por lo tanto, la edad de compresión debe ser mayor de 96,23 ± 0,71 Ma y se ubicaría entre el Albiano superior y la parte inferior del Cenomaniano, ya que la Formación Piedra Clavada posee una edad Albiano Inferior. De la comparación con los datos publicados de la región ?Última Esperanza? en Chile se concluye que la compresión y el consiguiente desarrollo de la Cuenca de Antepaís se produjo en sentido Norte-Sur, siendo el inicio de la etapa compresiva más vieja que 96, 23 ± 0,71 Ma a los 49º 30´ de latitud Sur (Formación Mata Amarilla) y es menor que 92 ± 1 Ma en la latitud de 51º 30´ de latitud Sur (Formación Punta Barrosa).