Origen y distribución de los sistemas progradantes en el Miembro Agua de la Mula (Hauteriviano). Cuenca Neuquina, Argentina

Abstract

La Formación Agrio constituye la cuarta y última transgresión marina vinculada al océano proto-Pacífico, desarrollada durante el Valanginiano tardío – Hauteriviano tardío. Esta tesis se focaliza en la realización de un estudio sedimentológico y estratigráfico detallado del miembro superior de esta unidad, denominado Miembro Agua de la Mula (Hauteriviano medio-tardío). El estudio de campo consistió principalmente en el relevamiento de seis columnas estratigráficas del Miembro Agua de la Mula, medidas desde el contacto basal con el Miembro Avilé hasta el contacto superior con el Miembro Troncoso inferior (Formación Huitrín). Las columnas estratigráficas relevadas totalizan 2996,6 m de espesor y corresponden a las localidades: 1) El Mojado, 2) Bajada del Agrio, 3) La Quebrada, 4) Jara, 5) Pichi Mula y 6) Balsa Huitrín. De modo adicional, en el flanco oriental del anticlinal Pichi Mula se relevaron cuatro secciones estratigráficas parciales que comprenden los últimos ~170 m del Miembro Agua de la Mula. A partir del análisis detallado de todas las columnas relevadas, se identificaron seis facies de areniscas (SfM, SfL, SfX, SfW, SfH, SfR), tres facies de heterolitas (HeF, HeW, HeL), dos facies de pelitas (FM, FL) y una facies calcárea (Ca). El posterior análisis de las facies sedimentarias identificadas, permitió reconocer tres asociaciones de facies, correspondientes a: A) asociación de facies de prodelta/offshore, B) asociación de facies de frente deltaico distal y C) asociación de facies de frente deltaico proximal. En afloramiento, se observa que las facies sedimentarias identificadas se disponen formando arreglos grano-estrato crecientes que gradan transicionalmente desde pelitas a areniscas, para culminar con niveles calcáreos bioclásticos. Estos arreglos, constituyen secuencias progradantes y somerizantes. A escala regional, se pudieron identificar siete secuencias de cuarto orden (AM1-AM7), las que a su vez se componen por secuencias deposicionales elementales de quinto orden, todas ellas de carácter alocíclico. Cada secuencia muestra internamente un arreglo somerizante, lo que le confiere a toda la unidad un carácter progradante. Las evidencias de campo y el estudio de facies, permiten inferir que el Miembro Agua de la Mula representan ambientes deltaicos, acumulados en una rampa homoclinal de muy bajo gradiente. El análisis de facies, sugiere que esta rampa se habría originado por una progradación clástica relacionada a una combinación entre flujos hiperpícnicos diluidos y el accionar de procesos de difusión marina, principalmente oleaje. Estos sistemas deltaicos poco conocidos corresponden a Deltas Litorales Hiperpícnicos. Estos deltas estarían alimentados por descargas de ríos sucios (dirty rivers) de larga duración, las cuales debido a su exceso de densidad se hundirían en la zona costera conformando flujos hiperpícnicos diluidos. Este efecto habría sido enfatizado por la posible existencia de un medio marino salobre, lo cual habría permitido que estos flujos y sus depósitos se extiendan cientos de kilómetros cuenca adentro con pendientes menores a los 0,02°, ayudados por la acción del oleaje. La disminución (o cese) del aporte de ríos sucios, controlado por factores alocíclicos (climáticos?) contribuiría a restablecer las condiciones marinas “normales” en la cuenca. En este sentido, la disminución del influjo de agua dulce y materiales en suspensión turbulenta habría permitido el desarrollo de niveles calcáreos (bioclásticos) de extensión regional, a menudo reconocidos hacia el tope de las secuencias progradantes. Estos niveles bioclásticos conformarían intervalos condensados, los cuales posiblemente involucrarían un intervalo de tiempo igual o mayor que el requerido para la acumulación de los depósitos de frente deltaico de los deltas litorales hiperpícnicos.

The Agrio Formation constitutes the third and last marine transgression related to the proto-Pacific Ocean, developed during the late Valanginian - late Hauterivian. This PhD thesis will focus on a detailed sedimentological and stratigraphic study of the upper member of this unit, named Agua de la Mula Member (middle-late Hauterivian). The fieldwork consisted mainly on the measure of six stratigraphic columns of the Agua de la Mula Member, from the basal contact with the Avilé Member to the upper contact with the lower Troncoso Member (Huitrín Formation). The stratigraphic columns have a total thickness of 2996,6 m and correspond to the localities of: 1) El Mojado, 2) Bajada del Agrio, 3) La Quebrada, 4) Jara, 5) Pichi Mula and 6) Balsa Huitrín. Additionally, four partial stratigraphic sections comprising the last ~170 m of the Agua de la Mula Member were measured on the eastern limb of the Pichi Mula anticline. From the detailed analysis of the stratigraphic sections, six sandstone facies (SfM, SfL, SfX, SfW, SfH, SfR), three heterolite facies (HeF, HeW, HeL), two mudstone facies (FM, FL) and one calcareous facies were identified. Subsequent analysis of the identified sedimentary facies allowed us to recognize three facies associations, corresponding to: A) prodelta/offshore facies association, B) distal deltaic front facies association and C) proximal deltaic front facies association. In outcrop, it is observed that these facies comprise thickening and coarsening upward arrangements that grade from mudstone to sandstones, ending with bioclastic calcareous levels. These arrangements constitute progradational and shallowing upwards sequences. At a regional scale, seven fourth-order sequences (AM1-AM7) could be identified, which in turn are composed of fifth-order elemental depositional sequences, all of them of allocyclic character. Each sequence internally shows shallowing upwards arrangement, which gives the whole unit a progradational character. The field evidence and facies analysis allow us to infer that the Agua de la Mula Member correspond to a deltaic system, accumulated in a homoclinal ramp of very low gradient. The facies analysis suggests that this ramp would have been originated by a clastic progradation related to a combination of dilute hyperpycnal flows and the action of marine diffusion processes, mainly wave-action. These poorly known deltaic systems correspond to Hyperpycnal Littoral Deltas. These deltas would be fed by discharges of dirty rivers of long duration, which can sink in the coastal zone due to their greater density, creating dilute hyperpycnal flows. This effect would have been emphasized by the possible existence of a brackish marine environment, which would have allowed these flows to extend hundreds of kilometers basinward, with slopes less than 0.02°, aided by wave action. The decrease (or cessation) of dirty river input, controlled by allocyclic (climatic?) factors, would contribute to re-establishment of "normal" marine conditions in the basin. In this sense, the decrease in the influx of fresh water and turbulent suspended materials would have allowed the development of calcareous (bioclastic) levels of regional extension, often recognized towards the top of the progradational sequences. These bioclastic levels would form condensed intervals, which would possibly involve a time interval equal to or longer than that required for the accumulation of the deltaic front deposits of the hyperpycnal littoral deltas.