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En el área del arroyo El Leoncito, en el ámbito de la Precordillera Sur, afloran la Formación Cabeceras y el Grupo Ciénaga del Medio. Ambas unidades consisten en sucesiones silicoclásticas marinas asociadas espacialmente a rocas máficas toleíticas depositadas en un margen continental sometido a extensión, el cual se desarrolló durante el Ordovícico-Devónico a lo largo del margen occidental del terreno Cuyania previo a la colisión del terreno Chilenia. A fines de caracterizar este ambiente y sus áreas de aporte, este trabajo presenta un análisis de procedencia sedimentaria mediante conteo modal de componentes de metareniscas de la Formación Cabeceras, Grupo Ciénaga del Medio y otras unidades de la Precordillera Sur (formaciones Portezuelo del Tontal, Peñasco, Garganta del León y Sandalio). Las modas analizadas sugieren que las rocas que actuaron como fuente fueron principalmente metamorfitas de bajo grado y sedimentitas. En menor proporción, participaron rocas ígneas de composición intermedia-ácida y/o rocas metamórficas de grado medio a alto. El aporte de rocas volcánicas fue subordinado. Los diagramas de discriminación señalan a un orógeno reciclado como la principal zona de aporte, con participación de una zona de arco disectado. Estos resultados pueden explicarse en un contexto donde el orógeno Oclóyico habría actuado como área de aporte y, a la vez, como barrera orográfica ante el transporte de material desde el este (arco Famatiniano y áreas cratónicas). La proveniencia de detritos desde el oeste no es totalmente descartada. La similitud de las modas analizadas sugiere que no hubo cambios significativos en las áreas de aporte para el segmento de la Precordillera analizado (31°45?S-32°15?S) durante el período Ordovícico-Devónico.