Magnetoestratigrafía y paleomagnetismo del Jurásico Inferior marino de la Cuenca Neuquina, República Argentina

• Autores: Iglesia Llanos, María Paula
• Año de publicación: 1997
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Vizán, Haroldo; Riccardi, Alberto
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

El presente es el primer estudio paleomagnético realizado en sucesiones marinas del Jurásico de la Argentina y el Hemisferio Sur. Se establecieron 7 criterios ("C") para valorar la calidad de los estudios magnetoestratigráficos, aplicables a secciones más antiguas que el Jurásico Medio a Temprano: 1) Precisión cronológica de los métodos de datación que no debería superar el rango de una biozona de amonites (1,1- 1,4 m.a.); 2) Métodos de control cronoestratigráfico de detalle; 3) Evidencias de confiabilidad de las magnetizaciones aisladas; 4) Direcciones de polaridad antípodas; 5) Estudios y/o pruebas paleomagnéticas de campo; 6) Estudios de secciones sin rotaciones tectónicas y sin hiatos importantes; 7) Posibilidad de correlacionar la sucesión de polaridades obtenida con otras de la misma edad y coincidencia de sus posiciones polares. A través del paleomagnetismo, se determinó que cuerpos andesíticos en sucesiones del Hettangiano-Sinemuriano en la región del río Atuel, corresponden a filones capas prácticamente coetáneos con el cierre del sistema magnético de la sucesión sedimentaria. Se estableció que para evitar errores en la determinación de las direcciones magnéticas y por lo tanto en el cálculo de los PPs, es importante considerar todas las correcciones de campo posibles para mover los vectores magnéticos a la posición que habrían presentado en el momento de la adquisición de la remanencia. Por ejemplo, en el caso de las magnetizaciones de origen detrítico aisladas en sedimentos muy finos, es común que la compactación hubiera afectado la inclinación magnética original. En el arroyo Malo, la corrección de decompactación determinada en el Fm. Puesto Araya alcanza los 6,5°, en tanto que en el perfil del arroyo Las Chilcas la corrección media es de 5°. Se elaboró una escala magnetoestratigráfica local para el Hettangiano-Sinemuriano y Pliensbaquiano Temprano, sobre la base de perfiles ubicados en las zonas del ría Atuel, sin evidencias de superposición temporal. Por otra parte, sobre la base de la correlación y compilación de las polaridades magnéticas registradas en las biozonas representadas en perfiles ubicados en el norte, centro y sur de la Cuenca Neuquina, se elaboró una escala magnetoestratigráfica compuesta que comprende el resto del Pliensbaquiano hasta el Toarciano Medio. La máxima confiabilidad en las correlaciones magnetoestratigráficas fueron establecidas en el Pliensbaquiano Temprano y Tardío. La escala magnetoestratigráfica determinada en este estudio para el Hettangiano-Toarciano comprende 14 zonas de polaridad reversa (A1- 14r) y 13 de polaridad normal (A1- 13n), registradas en 17 biozonas de amonites, que se correlacionan con 54 reversiones de polaridad representadas en 16 biozonas de amonites, en la escala internacional considerada. Con esots datos magnetosestratigráficos, fue posible en este estudio, ajustar la correlación entre las Zonas de amonites Estadard de Europa y las Pacífico Suroriental. Sobre esta base, se propusieron algunas modificaciones en la escala magnetoestratigráfica internacional, i.e. en el Hettangiano, Sinemuriano y Toarciano Temprano. A través de la escala magnetoestratigráfica compuesta resultante fue posible además. determinar en tramos sin registros paleontológicos la presencia de niveles cronológicamente equivalentes a biozonas. Se obtuvieron dos PPs para el Jurásico Inferior de América del Sur, uno ("RA") ubicado en Long= 235,3° E, Lat= 56,2° S y A95= 4°correspondiente al Hettangiano-Sinemuriano, y otro ("CN") ubicado en Long= 91,0°E, Lat= 80,6°S y A95= 2,7° correspondiente al Pliensbaquiano-Toarciano. Ambos polos pasan diversas pruebas de campo y se les asigna Q=7. Se propone que entre el Hettangiano Tardío (200 Ma) y el Pliensbaquiano Temprano (190 Ma), el continente tuve un desplazamiento de gran magnitud y velocidad (~ 15cm/año), lo cual descartaría la hipótesis de un período cuasi estático Pérmico-Jurásico propuesta por otros autores. Se postula que durante el Hettangiano-Sinemuriano (200 Ma), América del Sur se habría encontrado en latitudes altas, con la localidad de Rajapalo-Chacay Melehue ubicada entre los 50° y 54° S; en el Pliensbaquiano-Toarciano Medio (190- 184 Ma), habría estado más al norte, con RP-CM ubicada a los 25° S y, en el Toarciano Tardío hasta por lo menos Bathoniano (184- 170 Ma) el continente habría estado nuevamente en latitudes más altas, con RP-CM ubicada entre los 37° y 41° S. Estos desplazamientos son consistentes con datos biogeográficos de faunas de bivalvos de América del Sur. Se determinó un muy buen ajuste entre las CDPA de América del Sur y Eurasia, con una notable coincidencia en la presencia, forma y edad de un cusp a 190 Ma, que sugieren similares direcciones, velocidades y edades de desplazamiento para ambas placas continentales. Sobre esta base, los desplazamientos paleolatitudinales observados en América del Sur durante el Jurásico Temprano habría ocurrido en todo el conjunto de la Pangea. Se propone en este estudio que el mecanismo que habría originado tales movimientos fue un desplazamiento polar verdadero más que de tectónica de placas. De este modo, en el Hettangiano-Sinemuriano (200 Ma), la Pangea se habría ubicado en su posición más austral, y posteriormente se habría desplazado a alta velocidad hacia el norte, hasta el Pliensbaquiano Temprano. Luego del Toarciano Medio-Tardío, la Pangea se desplazará nuevamente hacia el sur, hasta fines del Jurásico Medio. Datos biogeográficos de las faunas de amonites del Hemisferio Norte son consistentes con los desplazamientos propuestos sobre la base del paleomagnetismo. En consecuencia, se propone la utilización de los PPs de América del Sur junto con los de Eurasia correspondientes al Jurásico Temprano a Medio, para construir una CDPA sintética al como referencia, para valorar magnitudes y direcciones de desplazamientos en otros continentes.
This is the first magnetostratigraphic study developed in marine Jurassic successions from Argentina and the Southern Hemisphere. Seven criteria are proposed for the evaluation of the quality of magnetostratigraphic studies, suitable for sections with ages older than Middle to Early Jurassic: 1) Chronological precision for the dating method which should not be beyond the range of an ammonite biozone, i.e. 1,1-1,4 m.y., 2) Detailed chronostratigraphic control methods, 3) Evidence on the reliability of the isolated magnetizations, 4) Antipodal magnetic polarity directions, 5) Paleomagnetic studies and field test, 6) Study of sections lacking suspected tectonic disturbances and 7) Possible correlation of the recorded polarities with other magnetostratigraphic scales yielding the same age and coincidence of their pole positions. Through paleomagnetic studies, it was determined that many andesitic bodies in the Hettangian-Sinemurian succession from the Atuel river area, correspond to sills that were intruded at practically the same time the magnetic system of the sediments blocked. To avoid errors in the determination of magnetic directions and hence in the calculation of paleomagnetic poles (PPs), it was important to consider every possible field correction to restore the magnetic vectors to the position they presented at the time of the remanence acquisition. Such is the case of the detrital magnetizations recorded in very fine-grained sediments, where compaction would very commonly disturb the original magnetic inclinations. At arroyo Malo, the mean decompaction correction of Puesto Araya Formation was calculated to amount up to 6,5°, whereas al arroyo Las Chilcas the mean correction was 5°. A magnetostratigraphic scale for the Hettangian, Sinemurian and Early Pliensbachian was built up from the sections that otucrop at the Atuel river area, with no apparent chronostratigraphic overlap. On the other hand, based on the correlation and compilation of magnetic polarities recorded in the corresponding ammonite biozones represented in sections from the northern, central and southern sectors of the Neuquén Basin, a composite magnetostratigraphic scale was built up for the rest of the Pliensbachian until the Middle Toarcian. Maximum confidence of magnetostratigraphic correlations were achieved in the Early and Late Pliensbachian. The magnetopstratigraphic scale determined in this study comprises 14 reverse polarity zones (A1-14r) and 13 normal polarity zones (A1-13n) recorded in 17 ammonites biozones which in turn, correlate with 54 polarity zones represented in 16 ammonite biozones of the considered intenational scale. Through magnetostratigraphic data, it was possible in this study to obtain a better fit between the Standard from Europe and the Southeastern Pacific Ammonite Zones. On this basis, changes in the international magnetostratigraphic scale are proposed, i.e. in the Hettangian, Sinemurian an Early Toarcian. In addition, by considering the resulting composite magnetostratigraphic scale, it was possible to determine, where no paleontologic record exists, the presence in the study sections of levels with time ranges equivalent to biozomnes. Two Early Jurassic PPs for South America were obtained, one ("RA") located at Long= 235,3° E, Lat= 56.2° S, A95= 4° corresponding to the Hettangian-Sinemurian, and another ("CN") located al Long= 91,9°E, Lat= 80,6° S, A95= 2,7° corresponding to the Pliensbachian-Toarcian. Both poles pass many paleomagnetic field tests and are qualified as Q=7. It is therefore proposed that between the Late Hettangian (200 My) and the Early Pliensbachian (190 My), the continent shifted northwards at a very high rate (~15 cm/y), which would reject the hypothesis of a cuasi static Permian to Jurasic period proposed by many authors. In this study it is proposed tha during the Hettangian Sinemurian (200 My), South America would have been located at high latitudes, with Rajapalo-Chacay Melehue at 50°- 54°S; during the PLiensbachian-Middle Toarcian (190- 184 My) the continent would have been located in its most northerly position, with Rajapalo-Chacay Melehue at 25°S, and from the Late Toarcian until at least the Middle Jurassic (170 My) it would have been located again at higher latitudes, with Rajapalo-Chacay Melehue at 37°- 41°S. These paleolatitudinal shifts are consistent with biogeographical data regarding bivalves faunas from South America. A very good fit was determined between South America an Eurasia apparent poalr wander paths (APWP), with a remarkable coincidence in the presence, shape and age of the cusp at 190 My, which suggests similar directions, rates and ages of displacement affecting the two continental plates. On this basis, the paleolatitudinal shifts that were observed in South America during the Early Jurassic, would have affected the total of Pangea. It is proposed tha this movement was due to true polar wander rather than plate tectonics. Hence, during the Hettangian-Sinemurian (200 Ma), Pangea would have been located at its most southerly position, and then it woud have shifted northwards at a high rate until the Early Pliensbachian. After the Middle-Late Toarcian, Pangea moved again southwards until ay least the end of the Middle Jurassic. Biogeographical data from the Northern Hemisphere ammonites faunas are also remarkably consistent witn the paleolatitudinal shifts proposed on the basis of paleomagnetic data. Therefore, Early to Middle Jurassic PPs from South America and Eurasia are proposed altogether in this study to draw an APWP, which can be used as a reference to appraise magnitude and directions of displacements in the other continents.
Fil: Iglesia Llanos, María Paula. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.