Sedimentología, trazas fósiles y evolución diagenética de la Formación Calafate, Cretácico Superior de la Cuenca Austral, Provincia de Santa Cruz, Argentina
Authors:   , Odino Barreto Andrea Lorena 
Published: July 2023

En la presente tesis doctoral se desarrollaron e integraron estudios sedimentológicos, icnológicos, composicionales y diagenéticos de detalle en los depósitos marinos someros maastrichtianos que se encuentran expuestos en el margen sur del Lago Argentino, con el objetivo de interpretar modelos depositacionales para comprender la evolución paleográfica de la región a finales del Cretácico durante la etapa de antepaís en la Cuenca Austral-Magallanes. Este trabajo se desarrolló en exposiciones de la Formación Calafate ubicadas en el sector suroeste de la región andina de la provincia de Santa Cruz y que se extiende entre los meridianos 72°08' y 72°16' de longitud Oeste y entre los paralelos 50°18' y 50°25' de latitud Sur, específicamente en la región sur del Lago Argentino. En esta región los afloramientos de la Formación Calafate son fácilmente reconocibles por sus bancos tabulares de areniscas verdosas y conglomerados castaños que presentan continuidad estratigráfica y baja deformación tectónica. En base a las tareas de recopilación bibliográfica y cartográfica, se seleccionaron los sectores de Vertedero Municipal de El Calafate, el Cerro Calafate (localidad tipo) y el Arroyo 25 de Mayo para las tareas de campo, relevamiento de perfiles sedimentológicos y muestreo. Posteriormente, se desarrollaron tareas de laboratorio que incluyeron petrografía óptica y microscopía electrónica de barrido (MEB), difracción de rayos x (DRX), fluorescencia de rayos x (FRX) y geoquímica de elementos traza. El relevamiento de secciones permitió la elaboración de nueve (9) perfiles sedimentarios de detalle a escala 1:100 a partir de los cuales se establecieron catorce (14) facies sedimentarias que, junto con las observaciones de campo, permitieron definir siete (7) asociaciones de facies que son: depósitos de canales multiepisódicos confinados arenosos (AF1), depósitos de planicies areno limosas (AF2), depósitos de canales multiepisódicos confinados gravosos (AF3), depósitos de barras arenosas (AF4), depósitos de canales simples arenosos bioclásticos de pequeña escala (AF5), depósitos de canales simples arenosos de pequeña escala (AF6) y depósitos de canales simples gravosos bioclásticos de pequeña escala (AF7). Sobre la base del análisis de facies y asociaciones de facies se interpretó que estos depósitos se acumularon en un sistema depositacional de planicie mareal protegido de tipo bahía. En las tareas de campo correspondiente al estudio icnológico se describieron un total de quince (15) icnogéneros distribuidos entre los depósitos de canales multiepisódicos confinados arenosos (AF1) y planicies areno limosas (AF2). La tendencia vertical icnológica, atribuible a las icnofacies de Skolithos proximal, Skolithos y Cruziana, permite inferir un continuo de condiciones ambientales marinas normales a lo largo del perfil de playa de aguas completamente oxigenadas y limpias, condiciones de salinidad marina normal, abundancia y accesibilidad de alimentos y sedimentación continua y moderada. La caracterización composicional de las areniscas de la Formación Calafate se realizó mediante análisis petrográficos que incluyeron la descripción de cincuenta y siete (57) cortes delgados y análisis de difracción de rayos X a partir de ochenta y nueve (89) muestras de polvo de roca. En ambos tipos de análisis se obtuvieron firmas composicionales que varían a lo largo de la unidad, lo que permitió la división informal de la misma en tres secciones: inferior, medio y superior. Desde el punto de vista petrográfico, la composición de las areniscas en todas las secciones está dominada por abundantes líticos volcánicos acompañadas de ortoclasa (como feldespato más frecuente) y proporciones muy bajas de cuarzo monocristalino. Sin embargo, en la sección media se identificó un importante incremento en el porcentaje modal de las plagioclasas (del tipo andesina). Teniendo en cuenta que la composición detrítica de las areniscas no varía en cuanto a los componentes principales (cuarzo, feldespato, líticos) las mismas se clasificaron mayoritariamente como litoarenitas feldespáticas y en forma subordinada como feldarenitas líticas y litoarenitas, que plotean enteramente en el campo de procedencia de arco magmático de Dickinson et al. (1983). Desde el punto de vista de la difracción de rayos X, los datos de roca total muestran que las areniscas de las secciones inferior y superior se caracterizan por abundante a extremadamente abundante cuarzo (incluidas las variedades micro y criptocristalinas), moderada a escasa plagioclasa y muy escasos o escasos k-feldespatos y arcillas. Por su parte, las areniscas de la sección media si bien presentan similares proporciones y tipos de componentes se distinguen principalmente de las otras secciones por un notable incremento de las proporciones de plagioclasas y por la presencia de la clinoptilolita que sólo se reconoce en esta sección. En base a los grupos de argilominerales y los interestratificados se definieron tres (3) asociaciones de argilominerales: asociación de interestratificado clorita-esmectita (C/S), asociación clorítica (C) y asociación esmectítica (S), en donde las asociaciones de los interestratificados de clorita-esmectita (C/S) y de clorita (C) dominan en la sección inferior, una asociación de esmectita (S) en la sección media y finalmente a una asociación de interestratificados de clorita-esmectita (C/S) en la sección superior. Los estudios geoquímicos se realizaron a partir de treinta (30) muestras de areniscas de la Formación Calafate e incluyeron análisis de elementos mayoritarios, de elementos traza y de elementos de tierras raras (REE). Los análisis de elementos mayoritarios muestran por un lado un rango de composición desde riolita hasta andesita basáltica siguiendo una tendencia calcoalcalina y por otro lado valores bajos de CIA que indican un bajo grado de meteorización química en los terrenos de procedencia. Los análisis de elementos traza muestran que las areniscas de las secciones inferior y superior se ubican en el campo de arco de islas continentales de acuerdo con el diagrama de discriminación tectónica, mientras que las areniscas de la sección media lo hacen en el campo de arco de islas oceánicas. En ambos análisis se observan cambios en la composición de las rocas en las áreas fuente: rocas de composición ácida en la sección inferior y superior (granodiorita y granito) y rocas de composición intermedia en la sección media (tonalita). Por último, el análisis de elementos de tierras raras indica una contribución exclusiva desde el borde occidental de la cuenca dado que las tres secciones exhiben una fuerte afinidad con las composiciones intermedias de la Formación Tobífera (Complejo El Quemado) y con el patrón diorita/andesita del Batolito Patagónico. El modelo de procedencia geoquímica sugiere que las areniscas de la Formación Calafate derivaron de dos fuentes diferentes desde el oeste principalmente por el Complejo El Quemado y luego por los sedimentos andinos. La historia diagenética de la Formación Calafate se extiende desde la etapa de eodiagenésis hasta la mesodiagénesis temprana a la que se sobreimpusieron productos de la telodiagénesis. La eodiagenésis se encuentra representada principalmente por procesos de disolución y cementación inicial de calcita, piritas framboidales, argilominerales (esmectita) y zeolitas. La mesodiagénesis somera está caracterizada por un notable desarrollo de la cementación de argilominerales (clorita, interestratificado de clorita-esmectita, interestratificado de illita-esmectita, zeolitas). La etapa de telodiagénesis se interpreta como temprana en la que se evidencia cementación de sílice y óxidos de hierro y procesos disolución que generaron zonas de disolución vinculados a la interacción con fluidos meteóricos. En conclusión, la integración de estudios sedimentológicos, icnológicos, composicionales y diagenéticos en la Formación Calafate al sur del Lago Argentino permitió acotar la evolución de la Cuenca Austral-Magallanes para el Cretácico Superior. Esto incluyó el desarrollo de un sistema depositacional de planicie mareal protegido de tipo bahía, con suministro de sedimentos provenientes del arco Andino occidental contemporáneo y detritos de meteorización del batolito Patagónico. Esto último se evidencia por la alta proporción de la relación plagioclasa/K-feldespato, plagioclasas inalteradas y piroxenos, alto contenido de líticos volcánicos de rocas volcánicas de composición intermedia y de esmectita de alta cristalinidad registrada en la sección media. Finalmente, los procesos y productos post-depositacionales sugieren que la evolución de la cuenca alcanzó una etapa de mesodiagénesis temprana a la que se sobreimpusieron procesos de telodiagénesis.