title: Sedimentological analysis of the Río Pedro Sandstone Fm. (Buntsandstein Facies, Lower Triassic) in the Noviales area, Soria province
title: Análisis sedimentológico de la Fm. Areniscas de Río Pedro (Facies Buntsandstein, Triásico Inferior) en el área de Noviales, provincia de Soria
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Pertuz Domínguez, Alejandro
name: Campos-Soto, Sonia
Publisher: name: Zenodo
Year: 2023

description: Abstract:

High-velocity supercritical flows generates distinct sedimentary structures, which are in many cases more prevalent than subcritical flow structures in fluvial settings, but are often overlooked. Therefore, recognition of supercritical flow sedimentary structures is essential for interpreting fluvial depositional systems affected by monsoonal precipitation and, thus, for palaeoclimatic reconstructions. 

This study examines deposits from the upper member of the Rio Pedro Sandstone Formation, part of the Buntsandstein facies in the Castilian Branch of the Iberian Chain, traditionally interpreted as a low-sinuosity fluvial system developed in an arid to semi-arid climate. The studied outcrops—up to 25 m high and with 10 km of lateral continuity—were analyzed using high-resolution (0.5 cm/px) 3D models built via drone photogrammetry, as well as in situ field observations.

The studied deposits consist of medium- to coarse-grained sandstones, pebbly sandstones (with pebbles ≈2–10 cm), and clast-supported conglomerates with sub-angular to subrounded clasts (2–10 cm, and up to 30 cm). While subcritical flow structures are locally present in the sandstones (e.g., cross-bedding dipping 20–30º in sets of 1-2 m), the deposits predominantly display upper flow regime and high deposition rate structures, such as: scour-and-fill structures asymmetrically filled by upward-flattening strata (up to 3 m thick and 15 m wide), low-angle laminations (<10º in sets of 2 m), concave-up and convex-up laminae, conglomerate lenses deposited above scour surfaces, foresets and backsets, and mudstone lenses interbedded with the pebbly sandstone.

The development of all these structures is typical of river systems affected by monsoon, such as in the monsoon zone and in sub-humid to arid subtropics. This interpretation aligns with palaeogeographic interpretations for the Lower Triassic of Iberia. The configuration of Pangea and the Tethys Sea fostered a semi-arid climate affected by a global monsoon pattern. Combined with the absence of extensive land vegetation following the Permian mass extinction, these conditions likely led to fluvial systems with distinct wet and dry seasons, where flash flooding was the primary depositional mechanism, forming abundant and distinctive supercritical flow deposits.
description: Resumen:

Los flujos supercríticos de alta velocidad generan estructuras sedimentarias distintivas, que en muchos casos son más frecuentes que las estructuras de flujo subcrítico en ambientes fluviales, pero a menudo pasan desapercibidas. Por ello, la identificación de estructuras sedimentarias formadas por flujos supercríticos es fundamental para interpretar sistemas deposicionales fluviales afectados por precipitaciones monzónicas y, en consecuencia, para reconstrucciones paleoclimáticas.

Este estudio analiza los depósitos del miembro superior de la Formación Arenisca del Río Pedro, perteneciente a la facies Buntsandstein en la Rama Castellana de la Cordillera Ibérica, tradicionalmente interpretado como un sistema fluvial de baja sinuosidad desarrollado en un clima árido a semiárido. Los afloramientos estudiados—de hasta 25 m de altura y con una continuidad lateral de 10 km—fueron analizados mediante modelos 3D de alta resolución (0,5 cm/px) obtenidos por fotogrametría con drones, además de observaciones directas en campo.

Los depósitos analizados están compuestos por areniscas de grano medio a grueso, areniscas con cantos (de ≈2–10 cm) y conglomerados clasto-soportados con clastos subangulares a subredondeados (de 2–10 cm y de 30 cm). Aunque en las areniscas se presentan localmente estructuras de flujo subcrítico (por ejemplo, estratificación cruzada con buzamientos de 20–30º en sets de 1–2 m), los depósitos están dominados por estructuras de alto régimen de flujo e indicativas de altas tasas de sedimentación, tales como: estructuras de tipo \textit{(scour and fill)} (erosión y relleno) asimétrico con estratos que se aplanan hacia arriba (de hasta 3 m de espesor y 15 m de ancho), laminaciones de bajo ángulo (<10º en sets de 2 m), láminas cóncavas y convexas, lentes de conglomerado depositadas sobre superficies erosivas, foresets y backsets, así como lentes de lutita que aparecen intercaladas en los depósitos de arenisca con cantos.

El desarrollo de estas estructuras es característico de sistemas fluviales afectados por monzones, como los que se encuentran en la zonas de clima monzónico y en las regiones subtropicales sub-húmedas a áridos. Esta interpretación concuerda con las reconstrucciones paleogeográficas del Triásico Inferior en Iberia. La configuración de Pangea y del Mar de Tethys favoreció un clima semiárido afectado por un patrón monzónico global. Estas condiciones, en combinación a la ausencia de vegetación extensa tras la extinción masiva del Pérmico, estas condiciones probablemente dieron lugar a sistemas fluviales con estaciones húmedas y secas marcadas, donde las inundaciones repentinas fueron el principal mecanismo de sedimentación, generando abundantes y distintivos depósitos de flujo supercrítico.