Análisis icnológico y sedimentológico para la caracterización paleoambiental de las sucesiones hiperpícnicas que integran las formaciones Lajas y Lotena (Jurásico medio), Cuenca Neuquina, Argentina

Abstract

El estudio sedimentológico e icnológico de los depósitos de las formaciones Lajas y Lotena (Jurásico Medio) en la Cuenca Neuquina desarrollado en el marco de esta tesis doctoral, permitió realizar reinterpretaciones de los ambientes depositacionales y de su evolución temporo-espacial. Una característica común observada en ambas formaciones es la presencia de depósitos hiperpícnicos, sugiriendo una alta recurrencia de estos procesos en la cuenca. Los depósitos de la Formación Lajas constituyen un sistema de clinoformas progradantes hacia el NNO, integradas por depósitos de offshore-shoreface y deltas asimétricos dominados por oleaje y fluvio-dominados, con descargas hiperpícnicas asociadas. Los rápidos cambios de facies sedimentarias (espaciales y temporales) que muestran los depósitos sugieren la existencia de un importante control tectónico, vinculados a la reactivación de fallas heredadas de los hemigrábenes del Precuyano. El análisis icnológico permitió inferir que las variaciones en la salinidad, turbidez, oxigenación y consistencia del sustrato fueron los principales parámetros de control en las sucesiones deltaicas. Dentro de este contexto los deltas fluvio-dominados son los que presentan el mayor estrés para el desarrollo de las comunidades bentónicas, mientras que los deltas dominados por oleaje son los que presentan la mayor abundancia y diversidad en las asociaciones icnológicas. Sin embargo, el mayor empobrecimiento de estructuras biogénicas se observó en las hiperpicnitas, debido a que presentan las mayores fluctuaciones en la salinidad y en la tasa de sedimentación de todos los ambientes interpretados. Los depósitos analizados de la Formación Lotena están integrados por lóbulos hiperpícnicos acumulados en subambientes de shoreface a plataforma. A diferencia de las hiperpicnitas de la Formación Lajas, estas conforman paquetes de hasta 15m de espesor, principalmente integrados por areniscas masivas con gradación inversa-normal. La bioturbación muestra baja diversidad y abundancia y un pobre escalonamiento, sugiriendo una alta recurrencia de las descargas hiperpícnicas. El análisis de las evidencias palinológicas e icnológicas de esta unidad, permitió reconocer que durante el ingreso de los flujos hiperpícnicos se generan diferentes condiciones dentro de la columna de agua, con un desarrollo normal del plancton en las zonas superiores y una supresión del bentos en las áreas inferiores, donde la alta y fluctuante tasa de sedimentación, la turbidez, y la común recurrencia en las descargas hiperpícnicas constituyeron los principales factores de control para el desarrollo de la comunidad bentónica. Esta tesis presenta por primera vez un modelo depositacional que integra la sedimentología e icnología de los sistemas deltaicos e hiperpícnicos de la Formación Lajas, y de los canales y lóbulos hiperpícnicos de la Formación Lotena. El establecimiento de modelos depositacionales conceptualmente diferentes a los previamente desarrollados para estas unidades, tiene amplias aplicaciones de orden académico y económico. Desde el punto de vista académico permitió determinar cuáles fueron los mecanismos, procesos de sedimentación y las variables introducidas en la masa de agua que habrían controlado la composición de las icnoasociaciones en los diferentes paleoambientes. Desde el punto de vista económico el desarrollo de modelos sedimentarios predictivos en sistemas deltaicos con descargas hiperpícnicas asociadas y de lóbulos hiperpícnicos de plataforma tendrá una indudable importancia para las actividades de prospección de hidrocarburos en la Cuenca Neuquina.

Sedimentologic and ichnologic analyses of the deposits of the Lajas and Lotena formations (Middle Jurassic) allow reinterpreting their depositional environments and their temporo-spatial evolution. A frequent characteristic observed on both formations was the presence of hyperpycnal deposits, suggesting a high recurrence of those processes all over the basin at that time. Deposits from the Lajas Formation consist of a clinoform system prograding to the NNO, which are integrated by offshore-shoreface deposits and asymmetric wave-dominated deltas with associated hyperpycnal discharges. Rapid changes (spatial and temporal) of sedimentary facies on the deposits suggest the existence of an important tectonic control related to fault reactivation inherited from Precuyan half grabens systems. Ichnologic analysis suggests that on these deltaic successions, variations in salinity, turbidity, oxygenation and substrate consistency where the main parameters that controlled the endofauna. Among these deposits, the fluvio-dominated deltas show the greatest stress for the development of the benthic communities, whereas wave-dominated deltas have the highest abundance and diversity of ichnotaxa. Finally, hyperpycnites have the most impoverished trace fossil associations due to mayor fluctuations in salinity and sedimentation rates. The studied deposits of the Lotena Formation are composed of hyperpycnal lobes accumulated from shoreface to shelf environments. Unlike the hyperpycnites of the Lajas Formation, these packages comprise up to 15 m thick of massive inverse-normal graded sandstones. Bioturbation shows low diversity and abundance, and a poor developed tiering, suggesting a high recurrence of the hyperpycnal discharges. Palynologic and ichnologic analyses of this unit suggest that during the hyperpycnal discharges, different conditions were generated within the water column. This produce a normal development of the plankton in the upper areas and suppression of the benthic fauna in the lower parts, where there was a strong control for the development of the benthic communities due to the high and fluctuating sedimentation rates, turbidity and frequency of the hyperpycnal discharges. This thesis presents for the first time a depositional model that integrates both the sedimentology and the ichnology of the deltaic and hyperpycnal systems of the Lajas Formation, and from the channels and hyperpycnal lobes of the Lotena Formation. These depositional models are conceptually different from those previously published, and therefore provide important new data. From an academic point of view this study helped to determinate the main mechanisms, sedimentation processes and variables introduced in the water masses that controlled the composition of the ichnoassemblages in the different environments. From an economic point of view the development of predictive sedimentary models on deltaic systems with associated hyperpycnal discharges and hyperpycnal shelf lobes will be undoubtedly of great importance for hydrocarbon prospection in the Neuquén Basin.