Introducción
Los ejemplos de depósitos cíclicos controlados por factores astronómicos en sucesiones sedimentarias, aparecen confinados a sucesiones lacustres porque estas, son más sensibles a registrar cambios climáticos inducidos astronómicamente en zonas continentales. Tenemos un ejemplo magnífico de sedimentación forzada astronómicamente en la cuenca de Calatayud, perteneciente al Mioceno medio. La correlación de la magnetoestratigráfica de alta resolución y corroborada por bioestratigrafía, revela una sucesión cíclica, su edad oscila entre 12,8 y 10,7 Millones de años. El análisis de registros tanto en profundidad como el dominio del tiempo revela que la pequeña escala de estratos de lutita-carbonato, corresponde al ciclo de precesión astronómica del eje de la tierra, mientras que los ciclos a gran escala reflejan un ciclo de excentricidad de la órbita terrestre de 400.000 años. Las relaciones geométricas entre los depósitos cíclicos de capas proporcionan la base para una reconstrucción paleoambiental de la zona durante el Mioceno medio. Las unidades de lutita y carbonato de los ciclos de pequeña escala en las partes centrales de la cuenca del antiguo lago, se interpretan en términos de ambiente deposicional, respecto al nivel del antiguo lago y su clima.
En Valdelosterreros se han identificado 91 ciclos de precesión (de 23.000 años cada uno) y otros 5 ciclos mayores que se corresponden con el ciclo de excentricidad (400.000 años).
Entorno geológico y estratigráfico
El entorno tectónico de la Cuenca Terciaria de Calatayud es una depresión intermontana alargada orientada NO-SE, paralela a las principales estructuras del sistema ibérico (Figura 1). La Cordillera Ibérica constituye un cinturón de plegado y empuje intraplaca compuesto por rocas paleozoicas y mesozoicas, que se desarrollaron en tres etapas:
(1)rifting y sedimentación durante el Mesozoico.
(2) engrosamiento de la corteza y empujes de capa fina durante el Paleógeno. Compresión.
(3) transtensión (existencia simultánea de un proceso de formación de fallas de desplazamiento de rumbo y la compresión, o convergencia, de la corteza terrestre) post-orogénica y adelgazamiento de la corteza terrestre desde el Neógeno hasta el presente.
Durante la última etapa, especialmente durante el Mioceno, la cuenca de Calatayud sufrió una tectónica de deformación extensional, junto con un componente de deslizamiento dextral (el bloque se desplaza a lo largo de la falla hacia la derecha). a lo largo de fallas que limitan con el noroeste y el sureste. El entorno geotectónico de la cuenca de Calatayud es complejo, siendo el resultado de la expansión y compresión dirigidas hacia el sur desde los Pirineos, con dirección de norte a noroeste.
Estratigrafía
El margen de la cuenca se compone principalmente de rocas del Paleozoico. Pizarra, cuarcita y carbonato delimitadas por fallas normales NO-SE. El relleno sedimentario comprende rocas paleógenas y neógenas alcanzando hasta 1200 m de espesor. La distribución del sedimento en la cuenca, muestra un patrón concéntrico de facies con depósitos siliciclásticos en los márgenes, que pasan progresivamente a carbonatos y evaporitas hacia la parte central de la cuenca, siendo estos últimos depósitos indicativos de un sistema de cuenca hidrológicamente cerrado. Las formaciones del neógeno constituyen la mayoría
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| Fig. 1. (A) Ubicación de la zona de estudio en la Cuenca de Calatayud; el cuadrado corresponde al área del mapa geológico se muestra en (B). (B) Mapa geológico esquemático con las localidades mencionadas en el texto. |
de los afloramientos y se agrupan en tres unidades estratigráficas principales : las unidades Inferior e Intermedia, ambas que contienen evaporitas, y la unidad superior compuesta principalmente de carbonato terrígeno (sedimento que procede de tierra firme) y de depósitos de agua dulce. Se produjeron importantes cambios paleogeográficos. En el límite entre la unidad Inferior y las unidades Intermedias, que están relacionadas con la actividad del sistema de fallas NW-SE en la zona inferior, dando como resultado el desarrollo de una superficie paleokarstica https://es.wikipedia.org/wiki/Karst en las evaporitas de la unidad Inferior en la parte central de la cuenca.
La superficie del paleokarst proporciona evidencia de un episodio de exposición subaérea (que está en la superfície, en contacto con la atmósfera). Donde las características paleokarsticas no son tan evidentes, La discontinuidad estratigráfica está definida por cambios bien marcados en las rocas.
Las sucesiones estudiadas pertenecen a la Unidad Intermedia y están expuestas cerca del pueblo de Orera, aproximadamente a 15 km al sureste de Calatayud (Fig. 1). En las proximidades de este pueblo, los estratos neógenos. muestran una notable regularidad en las capas, especialmente clara en la zona de Valdelosterreros. (Figura 2).
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El control de edad de los depósitos neógenos es proporcionado por la calibración con magnetoestratigrafía de alta resolución de la zona de Orera arrojando una edad aproximada entre 12,8 y 10,7 Millones de años, Ma (Serravaliano tardío a Tortoniense temprano). Este resultado es consistente con la información biocronológica de sitios de micromamíferos cerca del pueblo de Miedes (Fig. 1), siendo la fauna característica del Alto Aragón.
La sucesión de lechos cíclicos de carbonato se puede seguir lateralmente hacia el pueblo de Orera y hacia el norte, este y sureste, donde pasan progresivamente a facies de abanicos aluviales (Fig. 3). No hay afloramientos expuestos en la parte sur del área de estudio, aunque una espesa sucesión de evaporitas y ciclos de lutita están expuestos a lo largo de la vertiente noroeste del valle del río Perejiles, que puede ser el equivalente estratigráfico de la sucesión cíclicamente acostada alrededor de Orera. La parte inferior de la sección de Orera se correlaciona con depósitos siliciclásticos rojizos que comprenden conglomerados, areniscas y lutitas que se extienden al noroeste y sureste del área (Fig. 3). En algunos lugares, depósitos siliciclásticos rojos. están cubiertos por lechos de carbonatos, que a su vez de degradan hacia la cuenca en una sucesión de lutitas y depósitos de carbonatos. La correlación estratigráfica (Fig. 4) proporciona evidencia de un la rápido cambio lateral y de facies verticales mostrados al menos en la parte inferior del sedimento de secciones de Mioceno medio de la zona.
Facies deposicional
Ambientes
Se reconocen cuatro grupos principales de litofacies en las unidades sedimentarias del área de estudio de Orera. Las facies de abanicos aluviales, caracterizadas por sucesiones de depósitos siliciclásticos rojos a más de 100 m de espesor, forman una franja continua alrededor de toda margen de la cuenca (Fig. 1). El ancho de esta franja aluvial es variable dependiendo del mayor o menor carácter progradacional del sistema aluvial individual que se desarrolló en la zona durante el Mioceno. Cerca de Orera, se pueden reconocer dos sistemas aluviales principales: un sistema con una importante tendencia NE-SW situado en la zona de Miedes y otro sistema aluvial NNE– con tendencia SSW desarrollado en la proximidad de Orera (Figs. 1 y 3).
Descripción
Los depósitos de abanicos aluviales se extienden hasta 3 km desde el margen de la cuenca. La zona de captación está compuesta de cuarcitas, pizarras y metamorfoseados, rocas carbonatadas del Cámbrico Inferior. La facies proximal (estrato más cercano al suelo) comprende típicamente amalgamas y conglomerados tabulares que se gradúan lateralmente en una sucesión de conglomerados de color rojo a marrón pálido, lechos de arenisca y lutita.
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| Fig. 3. Mapa de litofacies una,ambiente. del área de Orera que muestra la ubicación de secciones sedimentarias estudiadas mostrada en la Fig. 4. |
Los lechos de conglomerados rojizos son principalmente cuerpos de varios pisos (ver parte media inferior de sección II, Fig. 4), que se pueden seguir lateralmente durante decenas de metros. Los enormes cuerpos de arenisca comúnmente muestran manchas de color naranja amarillento oscuro, son extensas lateralmente y están intercaladas de color rojizo a marrón claro, lutitas laminadas. Bioturbación de raíces trazas, moteados y carbonato pedogénico local Los nódulos suelen estar presentes en las lutitas.
Interpretación
El conglomerado y la arenisca subordinada. Los lechos de las facies de abanicos aluviales proximales fueron depositados principalmente por flujos dominados por corrientes. El carácter de varios cuerpos de los pisos del conglomerado formados de grava distinta superpuesta litofacies (Gm, Gp, Gc) es indicativo de corrientes episódicas y efímeras. Este sistema aluvial trenzado se expandió radialmente desde el Paleozoico en la cuenca hidrográfica al noreste de Orera, el eje principal del abanico de tendencia NNE-SSW (Fig. 3). En general, los depósitos de abanicos aluviales muestran una típica tendencia descendente. Algún abanico aluvial menor coalescente (Que forma una sola pieza, aunque esté compuesto por piezas de orígenes distintos ) desarrollado hacia el este a lo largo del margen, pero su magnitud es considerablemente reducida. En las partes medias del abanico, la deposición tuvo lugar en efímeros arroyos trenzados, fluyendo sobre suaves fondos de valle
Esta asociación de facies comprende dominantes rojizos, lutita masiva a vagamente laminada y arenisca subordinada con pisos de carbonato intercalado. La transición vertical de lutita a carbonato. es siempre gradacional. Los lechos carbonatados muestran una geometría tabular pero discontinua y contienen características pedogénicas como trazas de raíces verticales, nódulos de carbonatos y estructuras laminares, típico de paleosoles incipientes ricos en carbonatos relativamente maduros. Características de carbonato menos comunes incluyen glóbulos dolomíticos (Fig. 5A), pseudoesferulitas y grietas verticales y horizontales. Además, lechos de dolomita nodulares con tabulares. Se producen geometrías y contactos inferiores agudos asociados. con la masiva lutita siliciclástica. Las características más típicas de los pisos incluyen aspecto nodular, fenestral y relacionado con la raíz tejidos y estructuras de tipis locales.
Se interpreta que la lutita siliciclástica masiva se han formado subaéricamente en un abanico aluvial distal (algo que está lejos o más lejos del tronco del cuerpo o del punto de origen de una parte del cuerpo) , es decir, entorno de llanura de arena. La arenisca subordinada representa sedimentación principalmente episódica por inundación laminar relacionados con inundaciones dispersas, que fueron vertidas en áreas aluviales distales. Los paleosoles carbonatados asociados son posiblemente indicativo de estabilización periódica del aporte clástico. En general, la geometría lateral discontinua y el grado variable de desarrollo de los paleosoles sugieren corrientes efímeras con distribución de depósitos siliciclásticos de arena y lodo y suelos asociados en estas áreas de abanico distales.
Los lechos nodulares de dolomita con características palustres (Perteneciente o relativo a una laguna o a un pantano) pueden interpretarse como depósitos que acumulados en estanques poco profundos de extensión reducida que se desarrollaron en áreas distales de bajo gradiente.
En las áreas estancadas, la precipitación de dolomita podría haber sido bacteriana. Las facies del margen del lago se pueden dividir en dos Asociaciones de litofacies según su distribución con respecto a las facies de abanicos aluviales. Las partes distales de los abanicos aluviales, que coinciden con los ejes principales, comprenden areniscas, limolitas y carbonatos. Estos depósitos se pueden distinguir de los depósitos laterales, que consisten en sucesiones cíclicas de lechos de carbonato dominantes con lutitas siliciclásticas.
Los sedimentos terrígenos tienen coloración de rosa grisáceo masivo a verde claro, vagamente laminado. La Lutita siliciclástica masiva exhibe moteado ampliamente desarrollado y abundantes rastros de raíces. La laminada contiene abundantes restos vegetales y localmente incluye concreciones calcáreas y rizotúbulos. El carbonato, principalmente dolomita, se presenta como lechos tabulares en los que se reconocen varias subfacies:
Dolomita nodular masiva; carbonato laminado de arenoso a limoso de litofacies de deposición en un ambiente de lago marginal donde el nivel del agua fluctuó periódicamente. Los colores variables y abundantes moteados de las facies de lutita siliciclástica indican que se acumuló probablemente por sedimentación de la carga del lecho en suspensión, en una zona marginal del lago que fue sometida a procesos periódicos de humectación y secado relacionados con nivel de agua fluctuante. La variedad de subfacies reconocidas dentro de la Las litofacies de carbonatos indican que diferentes subambientes están asociados con el margen del lago.
El carbonato nodular masivo de grado de lodo es interpretado como resultado de la precipitación primaria de dolomita, seguido por desecación periódica, probablemente acompañada por penetración de raíces, lo que lleva a una extensa fracturación del sedimento. Los carbonatos que muestran estructuras de tipi y tejidos fenestrales son indicativos de exposición subaérea. y los procesos de humectación/secado que ocurren a lo largo del margen de un lago. El carbonato laminado representa depósitos lacustres relativamente poco profundos que acumulado hacia la cuenca en las partes más distales de los abanicos aluviales.
Se distinguen dos facies de lutitas siliciclásticas: lutita masiva de color marrón rojizo y verde claro a oscuro y/o vagamente laminada. El tipo marrón rojizo en su mayoría por encima de las facies de lutita verde presenta escasos rastros de raíces. El tipo de lutita verdosa muestra una estratificación fina, abundantes restos vegetales y rizolitos, esta última se desarrolló en la transición entre la lutita y el carbonato suprayacente. El carbonato se presenta como tabular de color blanco a gris claro. Lechos de dolomita muestran un apariencia nodular. Los lechos tabulares muestran sedimentación. Características similares al carbonato laminado. Lo más distintivo de las características, es que incluyen agregados de lodo arcilloso y peloides (fangos termales, mezcla de agua de mar o de lagos salados con residuos vegetales, aminoácidos, ácidos orgánicos, humus o inorgánicos, arcillas, sedimentos, precipitados, turbas) de dolomicrita (Fig. 5D).
La lutita alterna y depósitos de carbonato de esta asociación de litofacies fueron depositados en un margen lacustre de ambiente de bajo gradiente. El color marrón rojizo, de la lutita se interpreta como lodo siliciclástico que acumulado por suspensión por láminas distales. Después de la sedimentación, el lodo permaneció expuesto subaéricamente, evolucionando así bajo condiciones oxidantes y sujeto a pedoturbación local. Se postula un patrón similar para la acumulación de depósitos de lutitas siliciclásticas verdes, aunque en este caso el sedimento permaneció saturado de agua, es decir, en condiciones reductoras, como lo sugiere el color verde grisáceo y la planta preservada escombros.
Las unidades laminadas de dolomicrita arenosa a limosa acumuladas en aguas muy poco profundas sujetas a onda periódica y actividad actual. La estructura de gran escala deformacional en el carbonato, Los estratos se interpretan como estructuras tipo tipi y corresponden a áreas de resurgimiento de aguas subterráneas que afectó los sedimentos expuestos a lo largo del borde de un lago.
Además del carácter superficial, varios otros características (Fig. 6B) proporcionan evidencia que el área de depósito se volvió episódica expuesta subaéricamente. Basado en características sedimentarias observadas en esta asociación de litofacies y sus relaciones estratigráficas con otras facies, un gradiente bajo, baja energía, Se puede inferir el entorno del margen del lago con facies cíclicas de marismas y lagos poco profundos.
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| Fig. 4. (A) Estructuras de deformación a gran escala interpretadas como tipis desarrollados en lechos carbonatados del margen del lago. Asociación de litofacies B. La altura del afloramiento es de 4 m. (B) Lecho de carbonato que muestra un montículo irregular, convexo hacia arriba. Morfología (el espesor es ≈ 1 m; asociación B de litofacies del margen del lago). La depresión a la izquierda del carbonato, el montículo está lleno de lutita que está cubierta por un lecho de carbonato que se superpone al montículo. (C) Vista de afloramiento de escala básica ciclos formados por lechos de lutitas (oscuras) y carbonatadas (blancas) (zona de Valdelosterreros; apartado IV de la Fig. 4). El espesor de los ciclos sedimentarios medidos en la fotografía es de 1,7 m. (D) Vista de primer plano de una unidad de carbonato de un ciclo sedimentario a pequeña escala de la facies cíclica de marismas y lagos poco profundos (escala a la derecha, aproximadamente 0,8 m). Una variedad de Los depósitos de carbonato se encuentran intercalados con finas lutitas de color verde grisáceo: hay dolomita masiva presente en la base de la unidad de carbonato, seguida hacia arriba por dolomita en capas finas; la parte superior de la unidad de carbonato está formada por una densa conjunto lleno de rizolitos coronados por dolomita nodular. |
Esta litofacies está notablemente bien expuesta en la zona de Valdelosterreros, al este del pueblo de Orera (Figs. 2 y 3). En esta ubicación, el estudio de la sucesión estratigráfica alcanza hasta 78 m en espesor y comprende 35 ciclos básicos de pequeña escala. La ciclicidad es definida por dos componentes: una unidad de lutita formada principalmente de masas, generalmente fuertemente penetradas por raíces lutita siliciclástica de color verde grisáceo, y una unidad de carbonato compuesta de dolomita blanca (Fig. 4C). Siliciclástico marrón rojizo, la lutita rara vez se identifica en la parte inferior. Se superpone directamente a un lecho de dolomita o grados hacia arriba desde verde grisáceo lutita siliciclástica. La facies de lutita de color marrón rojizo comprenden lutita siliciclástica masiva no fosilífera con un alto contenido de minerales arcillosos. Las características incluyen abundantes halos monótonos y barro agregados. El verde grisáceo de la facies de lutita está fuertemente bioturbada con raíces y comprende materiales laminados, no fosilíferos. Lutolita siliciclástica de color verde grisáceo con un contenido variable de minerales arcillosos. La transición entre la lutita y la dolomita tabular suprayacente. Los lechos suelen estar marcados por rizolitos que penetran unos centímetros hacia abajo en la lutita. La alternancia de lechos de dolomita blanca y verde grisácea de lutitas siliciclásticas juntos formando unidades tabulares dominadas por carbonatos en la parte superior de los ciclos (Fig. 4D). Los lechos de dolomita están formados de dolomicrita suave, masiva y uniforme comúnmente compuesta de granos de cuarzo, o consisten en una estructura interna nodular y/o mostrar una serie lateralmente densamente empaquetada de Rizolitos dolomicríticos. Al noreste de la zona de Valdelosterreros, más cerca del margen de la cuenca, la sucesión sedimentaria cíclica también está formada por ciclos de lutita-carbonato. Sin embargo, los lechos de lutita son principalmente de color marrón rojizo y muestran un mayor Contenido de granos del tamaño de limo. La bioturbación radicular intensiva también es común en esta lutita. Lechos de carbonato, formando la parte superior de los ciclos de sedimento, muestran geometrías tabulares pero son más delgadas que en el tramo de Valdelosterreros.
