Tesis de Posgrado NNaannooffóóssiilleess ccaallccáárreeooss ddeell CCrreettáácciiccoo SSuuppeerriioorr yy PPaalleeóóggeennoo ddee PPaattaaggoonniiaa,, AArrggeennttiinnaa Concheyro, Graciela Andrea 1995 Tesis presentada para obtener el grado de Doctor en Ciencias Geológicas de la Universidad de Buenos Aires Este documento forma parte de la colección de tesis doctorales y de maestría de la Biblioteca Central Dr. Luis Federico Leloir, disponible en digital.bl.fcen.uba.ar. Su utilización debe ser acompañada por la cita bibliográfica con reconocimiento de la fuente. This document is part of the doctoral theses collection of the Central Library Dr. Luis Federico Leloir, available in digital.bl.fcen.uba.ar. It should be used accompanied by the corresponding citation acknowledging the source. Cita tipo APA: Concheyro, Graciela Andrea. (1995). Nanofósiles calcáreos del Cretácico Superior y Paleógeno de Patagonia, Argentina. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_2754_Concheyro.pdf Cita tipo Chicago: Concheyro, Graciela Andrea. "Nanofósiles calcáreos del Cretácico Superior y Paleógeno de Patagonia, Argentina". Tesis de Doctor. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. 1995. http://digital.bl.fcen.uba.ar/Download/Tesis/Tesis_2754_Concheyro.pdf DDiirreecccciióónn:: Biblioteca Central Dr. Luis F. Leloir, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires. CCoonnttaaccttoo:: [email protected] Intendente Güiraldes 2160 - C1428EGA - Tel. (++54 +11) 4789-9293 UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES Tema de Tesis Nanofósiles calcáreos del Cretácico Superior y Paleógeno de Patagonia, Argentina Autor Andrea Concheyro Director de Tesis Dr. Norberto Malumián Tesis presentada para optar a1 titulo de Doctor en Ciencias Geológicas 1995 TOMO I Buenos Aires, 8 de Agosto de 1995 Sr. Presidente de la Subcomisión de Doctorado del Depto. de Ciencias Geológicas Facultad de Ciencias Exactas y Naturales S j D.­ De mi mayor consideración: Tengo el agrado de dirigirme a Usted a fin de elevarle la Tesis Doctoral de la Lic. Andrea Concheyroque lleva por titulo "Nanofósiles calcáreos del Cretácico Superior y Paleógeno de Patagonia, Argentina". El trabajo se desarrolló en las regiones de Añelo, Provincia del Neuqúen; Lago Cardiel, Provincia de Santa Cruz; plataforma continental del MarArgentino en cercanias a la isla de Tierra del Fuego y en las islas Marambio, Cerro Nevadoy James Ross, Antártida. Se realizaron tareas de campaña y se investigaron cinco perforaciones de Total Austral, Yacimientos Carboniferos Fiscales yr de la Dirección Nacional del Servicio Geológico, que totalizaron aproximadamente 650 muestras y 140 determinaciones sistemáticas. El trabajo de tesis consistió en la caracterización de las asociaciones de nanofósiles reconocidas, sus aspectos sistemáticos y su aplicación estratígráfica. Enla tarea sistemática la doctoranda realizó comparaciones directas del material conejemplares extranjeros depositados en los laboratorios de Micropaleontologia del ETHZentrüm de Suiza y la Universita degli Studi di Parma,Italia. Lainvestigación se llevó a cabomediante las becas Doctoral y de Perfeccionamiento del CONICETy con lugar de trabajo en la Dirección Nacional del Servicio Geológico. Sin otro particular, saludo a Usted muy atentamente ,// x Dr. N. Malumián INDICE Tomo I AGRADECIMIENTOS.0.00......O...OI..-OOCOOOOOOOOIOOOOOIOIIOII I. INTIR.OADU.OCCbIOjNetivos.......................................4 I.B.Materia1estudiado..............................4 1. Localización geográfica delmaterialestudiado.......................4 I.C. Ecologiadel Nanoplanctocnalcáreo..............6 II. TECNICAS DE PREPARACION II.A.Consideracionesgenerales......................9 II.B. Técnicas de preparación 1. Técnicas de preparación en el laboratorio para Microscopio 0ptico(M.0)...............................10 2. Recomendacionespara las preparaciones de Microscopio Electrónico de Barrido(M.E.B)............................12 II.C. Observaciónde los nanofósiles calcáreosconM.0yM.E.B.....................12 III. ANTECEDENTES III.A. Antecedentesestratigráficos 1. Area de La Pampa, Neuquén y Rio Negro FormaciónJagüel.........................14 FormaciónRoca..........................17 2. Area de Rio Turbio FormaciónCerroCazador..................21 FormaciónCerroDorotea..................24 FormaciónRioTurbio.....................27 FormaciónHanAike.......................31 3. Area de Tierra del Fuego costa afuera FormaciónArroyoAlfa....................34 FormaciónCabezadeLeón.................35 FormaciónCampoBola.....................37 4. Area de Islas James Ross, Antártida FormaciónLópezdeBertodano.............39 III.B.Antecedentesnanopaleontológicos.............44 1.ArgentinayChile.........................46 2.0céanoAtlánticoSur......................48 3. NuevZaelandayAustralia.................52 4.Antártida................................53 IV. MICROPALEONTOLOGIA IV.A.Micropaleontologidaelos perfiles............57 1.PerfilCerrosBayos........................57 2.Perfil.General.Roca........................59 3.PerfilOpaso...............................59 4. PerfilBajadade.Jagüel....................62 5. Perfil PuestoSinNombre...................63 6. Perfil Jagüeldelos Rosauros..............63 7.PerfilLomasColoradas.....................64 8. Perfil K/T,Isla.Marambio..................64 9. Perfil SanctuaryCliffs, IslaCerroNevado..........................67 10. Perfil CaboHamilton,Isla J. Ross.........68 IV.B.Micropaleontologiadelas perforaciones............69 1.PerforaciónPoluxx-l......................69 2.PerforaciónYCF.T-136......................72 3. PerforaciónYCFA. daroI...................73 4. PerforaciónYCFA. daroII..................73 5.SondeoSEC-7...............................73 6.PerforaciónAJlenIII......................75 IV.C. Diversidad de las asociaciones deNanofósilesestudiadas..........................75 V. BIOESTRATIGRAFIA V.A. Uso de los nanofósiles calcáreos enbioestratigrafia............................91 V.E.Particularidadesbioestratigráficas............91 V.C.Zonacióndel CretácicoSuperior................93 1. IntervaloAlbiano-Campaniano.................95 2.IntervaloCampaniano-Maestrichtiano.........98 V.D.ZonachmidelPaleógeno........................100 1.PaleocenoyrEoceno.........................100 V.E.Zonaciónde las seccionesestudiadas..........104 VI. LIMITE CRETACICO/PALEOGENO(K/P) VI.A. Introducción VI.B. Definición magnetoestratigráfica dellimiteK/P...............................113 VI.C. Estudios del limite K/P con nanofósileazalcáreos........................114 1. Asociacióndenanofósiles.... ......... ....114 2. Principales secciones que contienenel11miteK/P...................115 VI.D. Límite K/P de la Argentina. Nanofósilescalcáreos........................121 1. Litologia.................................121 2. Paleontología.............................122 3. Edad......................................123 VII. TAFONOMIA VII.A. Procesos de disolución. Disolución diferencia.l................................125 VII.B. Preservación de los nanofósiles en elmaterialestudiado.......................127 VIII. VCIOINIC.LAU.SsIiOsNtEeSmáticas...............................130 VIII.B.Bioestratigráficas.........................130 VIII.C.Paleogeográficas...........................131 IXOBIBLIOGRAFIA...O00......OI...OOOOIIIOIOO00.000.00.00133 AGRADECIMIENTOS Al Consejo Nacional de Investigaciones Cientificas y Técnicas, por otorgar las becas Doctoral y de Perfeccionamiento que posibilitaron micapacitación y el desarrollo de esta tesis. A la Dirección Nacional del Servicio Geológico de la Secretaria de Mineria, por haber brindado el lugar, sus laboratorios y todos los elementosnecesarios para la realización de este trabajo. A las empresas Total Austral, YCFe YPFpor el material proveniente de sondeos para su análisis en el laboratorio. A las Autoridades del Instituto Antártico Argentino por facilitar la participación en numerosascampañasantárticas a fin de coleccionar material micropaleontológico y a los colegas de dicha Institución por su constante interés en las tareas de campo. Se desea agradecer especialmente al Director de esta Tesis, Doctor Norberto Malumián por haber propuesto el tema a desarrollar, por su dirección, consejo, muyvaliosas sugerencias durante la elaboración del trabajo y en el curso de los años de investigación bajo su tutela. A la Dra. Elena Mostajo por enseñar con dedicación los fundamentosdel nanoplancton calcáreo y por su cordial ayuda en estos años de estudio. A la Lic. Gladys Angelozzi por facilitar importantes preparados para su comparación, interesarse en la discusión de problemas sistemáticos y su consejo permanente. A los Dres. Katherina Von Salis, Giuliana Villa y Abel Flores Villarejo por permitir examinar sus colecciones de nanofósiles cretácicos y paleógenos de secuencias europeas, y por sus constantes e inestimables consejos con referencia a las determinaciones sistemáticas, durante las estancias en el ETH Zentrumde Zurich, Suiza, la Universita degli Studi di Parma, Italia y en la Universidad de Salamanca,España: respectivamente. A la Lic. Adelma Bayarsky por los numerosos estudios de grano suelto realizados, su permanente colaboración y ayuda en diversos problemas de índole sedimentológica. A los Dres. Claudio Barrio, Silvio Casadio y M. Beatriz Aguirre Urreta por haber cedido importante material para el estudio de la secuencia del limite Cretácico-Paleógeno de la cuenca Neuquina. Al Dr. Eduardo Olivero y al Lic. Gervasio Robles Hurtado por facilitar valiosos perfiles para su estudio procedentes de las islas James Ross y Cerro Nevado, respectivamente. A las Dras. Andrea Caramés y Carolina Náñez y a la Lic. Gabriela Massaferro, por el interés en discutir problemas estratigráficos, por la participación y el compañerismo manifiesto en las tareas de campañay durante el curso de estos años de estudio. A1 Servicio de Microscopía Electrónica de Barrido del CONICETy de la Facultad de Odontologia (UBA) y al Sr. Dante Gimenezpor las fotografías tomadas. A1 Servicio de Microscopía Electrónica de Barrido de 1a Universidad Nacional de Moróny al Sr. Natalio Devincenzopor las ilustraciones realizadas. A1 señor Juan Carlos González por su colaboración en las tareas técnicas. A los Sres. Juan Bocanegra, Aldo Ferreira, Orlando Marciafava y Bautista Tavella del Dto. de Logistica de la Secretaria de Minería por su compañerismoy colaboración para solucionar los másdiversos problemas técnicos. Alos innumerables colegas y alumnos que han enriquecido la discusión.de temasgeológicos y problemasestratigráficos durante el desarrollo del trabajo. A mi familia ya que sin su invalorable ayuda y aliento no hubiera sido posible llevar a cabo esta tesis, a quienes la dedico. I. INTRODUCCIÓN Cuando se observan particulas de sedimento marino de naturaleza calcárea es posible encontrar una gran diversidad de microcristales de calcita de talla reducida, inferiores a los 50 um, conocidos como cocolitos y considerados integrantes del nanoplancton calcáreo. Actualmente se conocen más de 150 especies vivientes y se trata de algas pardas unicelulares marinas (Haptofitas), que forman parte del fitoplancton de los océanos. Estas algas segregan placas de calcita, o menosfrecuentemente de aragonita (cocolitos). Su proceso de formación es complejo y varia según las especies. Los cocolitos fósiles han sido constituyentes importantes de los sedimentos carbonáticos marinos desde el Triásico y han adquirido mayor importancia hacia fines del Mesozoicoy en todo el Cenozoico. También se incluyen en este grupo otros nanofósiles, con afinidad sistemática incierta tales como esfenolitos, fasciculitos, ceratolitos y se los agrupabajo el término general de nanolitos. Las algas haptofitas son marinas, planctónicas y están distribuidas, principalmente, en ambientes pelágicos y, secundariamente, en ambientes litorales cercanos a la costa. Puedensobrevivir bajo ciertos rangos de tolerancia ambiental incluyendo luz, nutrientes, salinidad, que son los principales factores que condicionan su distribución biogeográfica. Los cocolitos fósiles en algunos casos pueden indicar ambiente marino poco profundo, mares restringidos, marginales o ambientes de mar abierto. A partir de una gran aparición y abundancia de cocosferas se puede inferir un ambiente completamentecalmo, manifiesto por una gran cantidad de escudos y escasa superposición de los cocolitos. Existen asociaciones de nanoflora monogenéricas o monoespecificas, situación analizada principalmente en el Mesozoico. En las cretas de América del Sur las asociaciones de nanofósiles se encuentran dominadaspor especies catástrofes o muyresistentes a la disolución. En secuencias del Cenozoico y en bajas latitudes resultan frecuentes y muybuenos nanofósiles guias los discoastéridos, muyresistentes a la disolución. Son comuneslos florecimientos de ciertas especies en el limite Cretácico-Paleógeno, sobre todo de aquellas quehan estado muyadaptadas a condiciones inestables después de producido este acontecimiento de extinción. La gran diversidad y variada morfología de los cocolitos, principalmente en bajas latitudes, su carácter planctónico, la rápida evolución y dispersión en las aguas oceánicas, los 3 convierte enexcelentes herramientasbioestratigráficas y permite utilizarlos en estudios paleoecológicos y paleoceanográficos. I.A. Objetivos El tema de investigación comprende el estudio de los nanofósiles calcáreos del Cretácico Superior y Paleógeno de la Patagonia, con particular interés en el acontecimiento de extinción del limite Cretácico-Paleógeno. Uno de los objetivos principales es dar a conocer la nanoflora de diversas localidades de la Patagonia, comoasí tambiénestablecer unpatrón bioestratigráfico quepermita situar y comparar las secciones y/o sondeos estudiados con los patrones mundialesdefinidos para altas latitudes. Asimismose intenta presentar la sistemática del grupo y aspectos que señalan a los nanofósiles calcáreos como una excelente herramientaestratigráfica, cuandose trata.de analizar secuencias oceánicas del Mesozoico. En una etapa inicial se circunscribió el estudio a los nanofósiles de cuencaAustral en el intervalo Cretácico/Paleógeno y luego se extendiótambién a material de otras localidades, con similar edad, para compararresultados y poder correlacionar las unidades portadoras de nanoflora. Las cuencas sedimentarias con participación carbonática, como el caso de la cuenca Neuquina, proporcionaron material suficiente y en buen estado de conservación comopara realizar el estudio sistemático. I.B. Material estudiado Para definir la secuencia de bioeventos ocurridos en Patagonia durante el Cretácico Superior-Paleógeno se examinaron 17 secciones estratigráficas a partir de perfiles sedimentológicos de detalle y sondeos. Se efectuó un análisis cuantitativo en aquellas secciones que asi lo permitieran, contando ‘trescientos ejemplares por muestra para obtener resultados comparables; algunas de las secciones analizadas fueron estudiadas en forma cualitativa debido al escaso material recuperado por muestra o por problemas en la preservación de los ejemplares. I.B.1. Localización geográfica del material estudiado. El material estudiado proviene de cuenca Austral, cuenca Austral costa afuera, cuenca Neuquina y cuenca Larsen, comprendidas dentro del ámbito nacional. Se compararon las especies halladas con las ya mencionadasen la literatura para las cuencas Golfo de San Jorge, Malvinas y el sector austral del OcéanoAtlántico Sur. La escasez de material hallado en cuenca Austral, llevo a examinar una mayorcantidad de secciones, de cuenca Austral costa afuera y cuenca Neuquina en las provincias de Neuquén y Rio Negro, centralizadas principalmente en el acontecimiento de extinción del Cretácico-Paleógeno. Quenga_neuguina 1. Los perfiles Jagüel de los Rosauros, Bajada de Jagüel, Lomas Coloradas, Puesto Sin Nombre, Opaso, Borde Montuoso se sitúan cercanos entre si en el borde oriental de la cuenca de Añelo, en el sudeste de la Provincia de Neuquén. En total se analizaron 145 muestras. 2. Perfil General Roca: situado en la localidad tipo de la Formación homónima, entre 5 y 12 kmal Norte de la localidad de Fortín General Roca, Provincia de Rio Negro: se estudiaron 10 muestras. 3. Sondeo Allen III: realizado por la Dirección Nacional de Geologia y Mineria, situado en las proximidades de Allen, Provincia de Rio Negro. Se analizaron 16 muestras. 4. Perfil Cerros Bayos: situado a los 37°34' lat. sur; 69°51' long. oeste, en el Departamento de Puelén, Provincia de La Pampa, con afloramientos sobre el paleocauce del Rio Colorado. Se estudiaron 37 muestras. QuencaAustral: se analizaron los sondeos SEC-7, Adaro I-II, T­ 136 y secciones de superficie. 5. Perforación SEC-7: realizada por ENADIMSeAYCF.Situado sobre la margenNorte del Rio Chalia, en proximidades del LagoCardiel, Provincia de Santa Cruz, con coordenadas Gauss-Krüger x=4.520.605,18; Y=l.609.178,44; Z=215,11. Se analizaron 19 muestras entre los 240,30 y 332 metros bajo boca de pozo, m (bbp). Las perforaciones T-136, Adaro I y Adaro II, quedan comprendidas en el área carbonifera de Rio Turbio, entre la zona de Chacra Ivovic y la Sierra Dorotea, en el Sudoeste de la Provincia de Santa Cruz. 6. Perforación YCFT-136: realizada por Yacimientos Carboniferos Fiscales. Situada en las coordenadas Gauss-Krügerx=4.288.548,44 e Y=1.476.314, 25. Se analizaron 59 muestras entre los 98 y 691 mbajo boca de pozo, m (bbp) y entre los 740-801 m (bbp). 7. Perforación Adaro I: realizada por ENADIMSeAYCF. Se sitúa en las coordenadas Gauss-Krüger x=4.288.000 e Y=1.476.412,5. Se analizaron 30 muestras entre los 140 y los 162,5 m (bbp). 8. Perforación Adaro II: se estudiaron 68 muestras entre 1 y 184 m (bbp).