facies y ambientes sedimentarios del silurico y...
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FACES Y AMBIENTES SEDIMENTARIOS DEL SILURICO Y DEVONICO INFERIOR DE BOLIVIA
Oscar ARISPE")
Enrique DIAZ'')
RESUMEN
El análisis e interpretación preliminar de las facies y ambientes sedimentarios de
las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia en sus secciones tipo permiten
identificar un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por el oleaje y las tormentas. EI sentido de progradación de los sistemas deltaicos y las paleocorrientes
indican un área madre con importante actividad tectónica situada hacia el oeste y sur. En
el Silúrico inferior el área madre presentó una mayor actividad tectónica, así como
glaciación local, posiblemente debida al levantamiento y formación de relieves en
latitudes altas a medias.
ABSTRACT
The preliminary analysis and interpretation of sedimentary facies and
environments present in the Silurian and Lower Devonian type sections of Bolivia
identifies a storm- and wave-dominated shallow siliciclastic shelf for most of the
sequence. Deltaic progradation and paleocurrent directions identify a tectonically-active
source area located to the west and south. .ln the Early Silurian, tectonic activity was
stronger, and local glaciation developed, probably as a result of uplift and relief formation
in high-to-mid latitudes.
INTRODUCCION
Aunque existen numerosos estudios generales sobre la estratigrafía regional del
Silúrico y DevÓnico de Bolivia, y algunos estudios de detalle de la bioestratigrafía, hasta
el momento no se ha publicado un estudio de las facies y ambientes sedimentarios que
caracterizan estos sistemas. La realización de un análisis sedimentológico y secuencia1
es importante para poder resolver los,problemas que continuamente surgen respecto a la
definición de unidades, límites de secuencias, zonas bioestratigráficas, y su correlación.
(1) UMSA, Casilla , La Paz, Bolivia (2) ORSTOM, CasiPla9214, La Paz, Bolivia
- -
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En este trabajo se presentan los resultados preliminares del análisis de facies y
secuencia1 realizado en las unidades del SilÚrico y Devónico inferior de Bolivia, y se
propone una interpretación paleoambiental y paleogeografica de la zona durante este
periodo. Este estudio forma parte de la tesis de grado del primer autor, y constituye un
aspecto parcial del trabajo realizado durante la campaña de revisión de la bioestratigrafía
y potencial de hidrocarburos del Silúrico y Devónico de Bolivia por la brigada geológica de la Gerencia de Exploración de YPFB en 1995 con asesoría técnica de ORSTOM.
MARCO GEOLOGICO
La configuración geológica actual de los Andes Centrales es resultado de la superposición de varios ciclos tectónicos. Durante la orogénesis andina, se produjo un acortamiento tectónico que formó fajas plegadas y corridas, y como consecuencia se
originaron dominios tectonoestratigraficos limitados por fallas (Figura I). Cada dominio
tectonoestratigráfico presenta una secuencia estratigráfica definida y un estilo estructural
característico. EI acortamiento tectónico produjo el apilamiento de las unidades
tectonoestratigráficas, por lo que se considera que los afloramientos situados a uno y otro
lado de las fallas que limitan cada dominio pudieron estar separados por muchos
kildimetros durante su sedimentación.
EI ciclo Cordillerano comprende las supersecuencias Chuquisaca y Villamontes, depositadas durante los intervalos Ashgilliano-Fameniano y Fameniano-Serpukhoviano,
respectivamente, en un mar epicontinental situado entre el escudo brasileño y el macizo
de Arequipa. El espesor de los sedimentos depositados durante el Silurico y Devónico
en Bolivia sobrepasa en general los 3 km de espesor (González et al., este simposio).
Se han diferenciado dos conjuntos estratigraficos. EI primero (Silúrico inferior)
comprende las Formaciones Cancañiri y Llallagua, la primera constituida por diamictitas y
capas resedimentadas, y la segunda por bancos masivos de areniscas con niveles
deslizados interpretados como depósitos de turbiditas. EI segundo conjunto está
constituido por tres megasecuencias regresivas depositadas en un ambiente somero
(plataforma y deltas), y que corresponderían a tres cortejos de sistemas de alto nivel del
mar (HST). La primera megasecuencia involucra las formaciones Kirusillas, Tarabuco y
Santa Rosa, depositadas desde el Ludloviano al Lochkoviano. La segunda
megasecuencia comprende las formaciones lcla y Huamampampa, depositadas desde el
Praghiano al Givetiano. La tercera megasecuencia comprende las formaciones Los Monos e Iquiri. En el presente artículo se estudian Únicamente las facies y ambientes
sedimentarios correspondientes a parte del conjunto inferior y a la primera secuencia de
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16%
' 18%
Figura 1: Mapa de ubicaci6n de las localidades estudiadas por la brigada geológica de YPFB durante la campaña de 1995, y su situación respecto a las unidades tectonoestrali- grsficas de Bolivia. Los circulos representan las secciones estudiadas (en gris las que se han representado en la Figura 2) y los cuadrados representan las ciudades principales.
66W
I I I l I 70.w SEW
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250
tercer orden, es decir, las formaciones Cancañiri, Kirusillas (Uncia), Tarabuco (Catavi) y
Santa Rosa (Vila Vila), del Silúrico y Devónico inferior.
ANALISE DE FACIES Y AMBIENTES SEDIMENTARIOS
En las rocas del Silúrico y Devónico se han diferenciado un total de I 3 litofacies
(Tabla I), agrupadas en 6 asociaciones de litofacies (AL) descritas en la Tabla 2. Cada
litofacies se ha relacionado con un determinado proceso genético, y al agruparlas en una
asociación de litofacies, según las secuencias y su geometría y límites, se ha
interpretado el ambiente sedimentario y los procesos asociados en su formación. Dada
la limitación de espacio, y el carácter preliminar de este estudio, los detalles sobre el
análisis de litofacies e interpretación de procesos y ambientes sedimentarios serán presentados en posteriores trabajos.
PALEOGEOGRAFIA
EI análisis de las secuencias presentes en cada sección estratigráfica (Figura 2), y
de las paleocorilentes medidas en las formaciones Tarabuco y Santa Rosa (Figura 3),
indican un area madre situada hacia el sur y oeste. En esta dirección, las secuencias se
hacen más arenosas, y AL-3 y AL-4 son más frecuentes. En el área central, las facies de las formaciones tienden a ser más distales y se desarrollan más AL-1 y AL-2. Hacia el
sur (Sella, Angosto de Alarache) y oeste (Corregidores) se llegan a encontrar niveles de
conglomerados y frecuentes clastos dispersos en las areniscas. Las evidencias de
inestabilidad y resedimentación (AL5) también son más frecuentes hacia el sur y oeste
(Sella, Angosto de Alarache, Corregidores y Aygachi; Figura 2), posiblemente por la
influencia de un borde tectónicamente activo de la cuenca. La frecuencia de los deslizamientos es menor, e incluso nula, hacia el este y norte. Durante.la sedimentación
de la Formación Cancañirj, el área madre presentaba glaciares que llegaran a los bordes
de la cuenca. Los depósitos proglaciares y de la parte proximal de la plataforma fueron
resedimentados a partes más profundas de la cuenca, dando lugar a la Formación
Cancañiri. EI Silúrico inferior (formaciones Cancañiri y Llallagua) todavía requiere un
análisis de facies y ambientes sedimentarios más detallado en las secciones tipo (zona
de Llallagua, Huanuni y Uncia), que no se realizó durante esta campaña.
La evolución vertical general de la serie estudiada corresponde a una secuencia
regresiva de progradación deltaica, iniciada con una profundización de la cuenca y una
marcada inestabilidad tectónica bajo un clima frío, con la aparición de glaciares en el
area de aporte (Formación Cancañiri). La secuencia general que sigue a esta unidad se
Tamaño de grano
Estructuras sedimentarias
Lamihación paralela
Bioturbación intensa o parcial
Estratificación cruzada tipo hummocky
La mi nación paralela
Espesor
Variable
5-1 O0
:Ódigo Interpretación
FI Lutitas Decantación por debajo del nivel de base de las olas
Retrabajamiento del sedimento por organismos.
Baja tasa de sedimentación
Flujo combinado de corrientes oscilatorias y unidireccionales.
generadas por tormentas
Corrientes unidireccionaies. Alto y bajo régimen de flujo
Fb Lutitas
4reniscas de grano muy
fino a medio Shc
<I O0 Areniscas de grano muy
fino a medio
Areniscas de grano muy
1 -fino a fino
S h
Sm , Masivo, no visible Flujos de gravedad Variable
1-10 Areniscas de
grano fino a medio
Ondulitas de corriente
Ondulitas de oscilación
Bioturbación intensa o parcial
t Corrientes unidireccionales. . Alto y bajo régimen de flujo
Corrientes oscilatorias producidas por el oleaje.
Baio réaimen de fluio
Sr
1-10 Areniscas de
grano muy fino a fino
Areniscas de grano muy
fino a medio
s w ~
Retrabajamiento del sedimento por organismos.
Baja tasa de sedimentación Variable Sb
Sd
SI
Areniscas de 'grano fino
a medio Variable Capas deslizadas Resedimentación de capas
Areniscas dc grano fino
a medio
Estratificakión cruzada de bajo
angulo
. . Retrabajamiento de los depósitos litorales por la
batida del oleaie <400
<200 Areniscas dc
grano fino ' a grueso
Estratificación . cruzada en surco
Corrientes unidireccionales. . ' . Bajo régimen de flujo
Flujos de gravedad con resedimentación, fluidificación
y mezcla del material
Masiva, con bloques int racuencales Diamictita Variable
Variable Flujos de gravedad.
Evidencias de glaciación en el área madre
Masiva, bloques intra y extracuencales, clastos estriados y facetados
Diamictita
Tabla 1 .- Desc[ipción e interpretación de las principales litofacies presentes en las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia.
Ambiente Código Facies , Descripción sedimentario Presente en la formación
Diamictitas masivas con bloques deslizados intracuencalesJ bloques extracuencales, y clastos estriados y facetados
Dmc (Sm, FI)
AL-6 Resedimentación submarina
con influencia glacial. Inestabilidad Cancañiri tectónica y elevada sedimentación.
1 - ~~~ -4 1 Predominantemente areniscas,
Dmb ,. ‘
(sm, FI) AL-5
con intercalaciones de delgados bl AL-3 1 (sw’ St’ Sh’ 1 niveles de lutitas
Tarabuco (Santa Rosa)
Resedimentación submarina con licuefacción parcial de capas.
Inestabilidad tectónica.
’ .Diamictitas masivas con bloques . deslizados intracuencales
Foreshore
Predominantemente areniscas St (Sw, Sr, SI, Sh) AL-4 I
Tarabuco (Santa Rosa)
Llanura deltaica Santa Rosa
Sw, Shc (sm’ ’I’ ’hl Sb)
AL-2
Predominantemente areniscas, con intercalaciones de delgados Shoreface superior Tarabuco niveles de lutitas
Shoreface inferior Shc, FI (S h , S w,Sm, S b, Fb) Tarabuco
Alternancia de areniscas y lutitas
I l I I l
FI, Fb (Sr’Sm’Sb’ ‘hl
AL-1 .
Predominantemente lutitas, Kirusillas con intercalaciones de delgados niveles de areniscas
Offshore superior
FI, Fb I l I l I
Kirusillas Predominantemente lutitas Offshore Inferior
Tabla 2.- Descripción e interpretación de las principales asociaciones de litofacies (AL) presentes en las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia (en paréntesis cuando la presencia no es tan frecuente). Véase la descripción e interpretación de cada litofacies en la Tabla 1,
253
depositó en un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por la acción de las tormentas y el oleaje, en latitudes medias a altas. Entre las formaciones Santa Rosa e lcla tiene lugar una subida relativa del nivel del mar. EI aumento de la tasa de
sedimentación está posiblemente relacionado con pulsos tectónicos: en muchas parasecuencias se observa que, suprayaciendo a un nivel con deslizamientos (AL5), aparecen facies deltaicas (AL-3 y AL4), indicando una progradación relativamente rápida del frente deltaico. Las evidencias de acción de las mareas son muy escasas,
posiblemente por ser destruidas por la acción erosiva de las tormentas.
CONCLUSION
EI análisis e interpretación preliminar de las facies y ambientes sedimentarios de
las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia en sus secciones tipo permiten
identificar un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por el oleaje y las
tormentas. EI sentido de progradación de los sistemas deltaicos y las paleocorrientes indican un área madre con importante actividad tectónica situada hacia el oeste y sur. En
el Silúrico inferior el área madre presentó una mayor actividad tectónica, así como
glaciación local, posiblemente debida al levantamiento y formación de relieves en
latitudes altas a medias.
Diamictitas ylo depósitos resedimentados
Areniscas
Areniscas con in te rca lac iones de lu t i tas
I
Lutitas con in te rca lac iones de a ren i scas
Lut i tas
I
I AMBIENTES SEDIMENTARIOS IASOC. DE LITOFACIES) I 1 PUENTE ARCE
' + Lutitas
Arenisca muy fina
Arenisca fina
Arenisca media
Arenisca gruesa
Arenisca muy gruesa
1 2 3 4 5 6 LLLLld
500 m.
400
300
200
1 O0
O m..
LEYENDA DE LAS COLUMNAS ESTRATiGRAFiCAS
2' t
Falla
Eje anticlinal
Eje sinclinal
. .
La s e c c i ó n cont inúa
Estratificación c ruzada ( sen t ido de la cor r ien te)
Onduli tas de o lea j e (dirección de la osci lación)
Tramo semicubier to
Tramo cubier to
Bioturbación
Estrat i f icación c ruzada de s u r c o
Estratificación c ruzada de bajo angulo
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SlLURlCO DEVONICO LUDLOVIANO .; PRID. LOCHKOVIANO
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SISTEMA SERIE
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325 700 245 ESPESOR KIRUSILLAS TARABUCO S.ROSA ICLA FORMAGIOM
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Figura 2: Columnas estratigraficas representativas de las unidades del Silirrico y Devónico inferior de Bolivia, con indicación de las edades obtenidas por palinología y megafauna (según informes internos de YPFB), y la interpretación. de ambientes sedimentarios. Véase ubicación en la Figura 1 y resumen de paleocorrientes en la Figura 3.
AMBIENTES SEDIMENTARIOS (ASOC. DE LITOFACIES] CORREGIDORES
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AMBIENTES SEDIMENTARIOS (ASOC. DE LITOFACIES)'
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Figura 3: Mapas de paleocorrientes medidas en las formaciones Santa Rosa y Vila Vila (A), y en las formaciones Tarabuco y Catavi (6). Los puntos indican las secciones estratigráficas estudiadas por la brigada geológica de YPFB durante la campaña de 1995. Explicación de los dominios tectonoestratigráfficos en la Figura 1.
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SimpÓsio Sul Americano do siluro-Devonian0
Estratigrafia e Paleontologia
Ponta Grossa - Paraná - 21 a 26 de julho de 1996
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DOCUMENTATION
.de la Blblloteca de +ah*
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