SEDIMENTOLOGA Y ESTRATIGRFA DE LAS FORMACIONES PARAN,

ITUZAING, TOROP , YUPO y PUELCHES (MIOCENO MEDIO),

MESOPOTAMIA DE ARGENTINA: consecuencias para la edad de las mismas

Roberto TORRA

Centro de Geociencias Aplicadas, Facultad de Ingeniera. Universidad Nacional del Nordeste. Avda. Las Heras 727,

3500, Resistencia, Chaco, Argentina. Tel.: 54-3722-420076. Fax: 54-3722-428106. E-mail:

roberto_torra@arnet.com.ar

ABSTRACT

Sedimentology and stratigraphy of the Paran, Ituzaing, Torop, Yupo and Puelches Formations (Middle

Miocene), Mesopotamia of Argentina: importance on their age. Previous studies on the Paran, Ituzaing, Torop,

Yupo and Puelches Formation concluded that the Paran Formation is Miocene (marine), the Ituzaing Formation

is Upper Pliocene-Lower Pleistocene (fluvial), the Torop and Yupo Formations are Upper Pleistocene

(continental) and the Puelches Formation is Pliocene to Pleistocene in age (fluvial). The sedimentologic study of the

Ituzaing Formation led me to consider that all Formations treated here may attributed to one marine sedimentary

event and that they are different lithofacies from a shallow marine depositional system. Several internal marine

sedimentary structures were recognized at the sand beds of Ituzaing Formation such as reactivation surfaces,

herringbone cross stratification, flaser bedding, tidal bundles, bipolar cross stratification and climbing ripple

lamination. The deposition of such sedimentary deposits could have ocurred in the Middle Miocene and probably

are the product of the very vast Miocene Sea transgression (the Paran Sea). Later diagenetical processes

modified and obscured some important physical and chemical characteristics of the outcroping sediments. Perhaps a

single sedimentary model explains the origin and the age of the all above cited Formations. A tide-dominated

marine intertidal or subtidal pattern may account for the observed features.

Palabras claves: Sedimentologa, Estratigrafa, Formaciones Paran, Ituzaing, Torop, Yupo, Puelches, Mioceno

medio, Mesopotamia

Key words: Sedimentology, Stratigraphy, Paran, Ituzaing, Torop, Yupo, Puelches Formations, Middle Miocene,

Mesopotamia

INTRODUCCIN

El objetivo del presente trabajo es proponer un nuevo modelo sedimentario para el origen

de las Formaciones Paran, Ituzaing, Torop, Yupo y Puelches situadas en el Terciario superior

hasta Cuaternario de la Mesopotamia y subsuelo del sur de las Provincias de Santa F y Entre

Ros y norte de la Provincia de Buenos Aires.

Desde los tiempos en que DDorbigny visit esta regin (1846) las arenas aflorantes en la

ribera izquierda de la margen del Ro Paran y Paraguay fueron motivo de estudio.

Entre los principales investigadores de la geologa de estas arenas pueden citarse a

Bonarelli y Longobardi (1929), Castellanos, (1965), De Alba, (1953), Frenguelli (1924), Herbst

(1969, 1971), Herbst et al. (1976), Herbst y Santa Cruz (1985, 1995), Jalfin (1988), Orlando

(1949) y Zabert y Herbst (1977).

Las opiniones de estos autores fueron siempre coincidentes en el sentido del origen

atribuido a estas unidades como as tambin a la edad de las mismas.

El autor trabaj sobre estas formaciones desde 1994 hasta 1999 empleando metodologas

de campaa y gabinete, en especial estudios sedimentolgicos de detalle como arquitectura,

medicin de paleocorrientes, granulometra, petrografa, morfoscopa, MEB, difractometra y

cartografa digital por medio de teledeteccin. Asmismo realiz un minucioso estudio de la

bibliografa existente sobre las unidades en cuestin.

El presente autor intenta en este trabajo esbozar un nuevo modelo sedimentolgico con

consecuencias estratigrficas.

El rea de estudio puede observarse en la Figuras 1 y 2.

DESCRIPCIN

Las sedimentitas de la Formacin Paran estn constituidas en su zona tipo (ciudad de

Paran), por capas de arcillas castaas verdosas, en capas masivas de 0,20 a 4,0 m. de espesor

con intercalaciones de arenas friables finas a muy finas, bien seleccionadas de color blanquecino

a gris claro cuando estn inalteradas y castao, amarillo-rojizo cuando se presentan parcialmente

ferricretizadas (0,40 a 1,20 m. de espesor). Este fenmeno de ferricretizacin se produjo por

alteracin de pequeos clastos de xidos de hierro (magnetita), y generalmente aparece en las

capas superiores de los horizontes de pelitas masivas en los cuales se hallan intercalados en

concordancia estructural. En estas capas de pelitas se encontr una abundante asociacin de

invertebrados fsiles que indican un ambiente marino litoral somero de aguas posiblemente

clidas (Del Ro, 1991). La potencia estimada del conjunto aflorante oscila en los 30 metros,

aunque contina en el subsuelo (Gentili y Rimoldi, 1979, Russo, et al., 1979). Las pelitas con

intercalaciones de arenas finas de la Formacin Paran afloran en las barrancas de la ciudad de

Paran y se extienden hacia el sur y norte del rea estudiada por distancias an no precisadas con

exactitud. Supuestamente infrayacen en discordancia de erosin a la Formacin Ituzaing

(Aceolaza, 1976, Herbst, 1969, 1971, Herbst y Santa Cruz, 1985, 1995, Iriondo y Rodrguez,

1972). La Formacin Paran ha brindado restos fsiles de invertebrados como por ejemplo

Ostrea parasitica dOrb., Ostrea patagonica dOrb., Aequipecten paranensis, dOrb., etc. Del

Ro, (1991), revis la asociacin fosilfera y concluy en atribuirles una edad Mioceno Medio.

Herbst, et al, (1976) y Zabert y Herbst, (1977), tambin estudiaron en detalle la microfauna y la

macrofauna de la Formacin Paran concluyendo en atribuirles una edad Mioceno Superior.

Las arenas y pelitas de la Formacin Ituzaing se extienden desde la localidad de Ituzaing

(provincia de Corrientes) hasta la ciudad de Paran (provincia de Entre Ros), adems de aflorar

en el sector sudoccidental del Paraguay y haber sido reconocidas en el subsuelo de la ciudad de

Resistencia (Torra, 1994) (vase las Figura 2).

Estn constituidas por una litofacies predominantemente silicoclstica de arenas friables

finas a muy finas, bien seleccionadas, de colores blanquecinos o gris claro cuando se encuentran

inalteradas y castao, negro, prpura, amarillo o rojizo cuando sufrieron procesos de

ferricretizacin. En este caso, por efecto del cemento ferruginoso estn convertidas en areniscas.

Sin embargo su extensin vertical y horizontal es muy reducida comparada con la de las arenas

friables las que constituyen ms del 90% de la sucesin.

Este fenmeno de ferricretizacin dio lugar a una capa endurecida de areniscas que

corresponde a un duricrust ferruginoso, el cual solamente afecta las capas superiores y posee

un espesor variable de 1 a 30 metros siendo a veces su distribucin espacial arrosariada.

El conjunto aflorante presenta sobreimpuesto un proceso de calcretizacin moderno. Los

fenmenos de ferricretizacin y calcretizacin, seran de edad Pleistoceno superior-Holoceno

temprano (Torra, 1998d).

Delgadas capas arcillosas se intercalan entre los estratos de arenas friables, con potencias

del orden de pocos centmetros (1-5) hasta 60-80 centmetros y excepcionalmente alcanzan

valores de 4 metros, con forma lenticular y por tramos cortos de no ms de 200 metros.

Segn la clasificacin de Folk et al., (1974), las arenas finas corresponden a una

cuazarenita (Torra, 1997a, 1998a,b).

El estudio preliminar difractomtrico de las arcillas revel que las que se encuentran

inalteradas posen un predominio de illita mientras que las alteradas por ferricretizacin y

calcretizacin poseen cantidades variables de esmectitas, caolinita y cuarzo, sin illita.

Desde el punto de vista estructural, las arenas finas de esta litofacies presentan varias

estructuras internas de relevancia.

Hasta la fecha slo se haba reconocido en ellas estratificacin entrecruzada y se le

haba conferido una origen fluvial (De Alba, 1953, Herbst, 1971, Herbst, et al., 1976, Herbst y

Santa Cruz, 1985, 1995).

Jalfin, (1988) reconoci las siguientes litofacies en la localidad de Empedrado: areniscas

con estratificacin cruzada planar (Sp), areniscas con estratificacin horizontal (Sh), areniscas

macizas (Sm), areniscas con estratificacin linguoide (St), pelitas con laminacin paralela (Fl),

limolitas macizas con moluscos dulciacucolas (Fcf), y conglomerados macizos (Gm).

Interpret estas litofacies como de origen fluvial perteneciente a un sistema entrelazado

(braided) de tipo Platee.

Hasta la fecha no han aportado fsiles guas salvo las menciones de Herbst, (1971), Herbst

y Santa Cruz, (1985) y Jalfin, (1988) de restos de pelecpodos dulceacucolas (fsiles

ambientales) situados en la parte ms alta de la sucesin justo en el lmite con las Formaciones

Torop y Yupo o cerca del horizonte de suelos A. Se debe destacar que estos fsiles tienen un

biocrn muy extendido (Terciario inferior a la actualidad). Se trata de los moluscos: Diplodon

aff delodontus (Lamark), Anodontites aff., Trapesialis susannae (Gray), Annodontites? sp y

Mycetopoda herbsti Morton.

Nuevos estudios interpretaron a la antes citada estratificacin entrecruzada como

correspondiente a estratificacin cruzada tangencial simple o doble, la cual es predominante y se

halla presente tanto en las capas alteradas (areniscas ferruginosas) como en las inalteradas

(arenas friables) aspecto que parece irrelevante pero que antes no haba sido notado (Torra,

1998a,f, 1999a).

Este tipo de estructura es comn en varios ambientes sedimentarios como el litoral marino,

el fluvial, el aluvial y el elico. Por lo tanto no resulta aconsejable emplearla como diagnstica

de ambientes depositacionales, a menos que est acompaada por fsiles caractersticos

(Prothero, 1990, Prothero y Schwab, 1997, Tucker, 1994).

Los estudios de detalle de arquitectura realizados por el presente autor, revelaron la

presencia de otras estructuras sedimentarias internas no indicadas con anterioridad como las

siguientes: superficies de reactivacin, estratificacin curvada (hummocky cross stratification)

estratificacin hueso de arenque (herringbone cross stratification), haces mareales (tidal

bundles), bipolar cross stratification, flaser beddings, lenticular beddings, bundled cross

beddings y diferentes tipos de laminaciones ondulticas entre las que predominan las variedades

ascendentes o cabalgantes (climbing ripple lamination) (Torra, 1997a,b, 1998a,b,c,f, 1999a)

(vase la Figura 3).

Varias de estas estructuras, especialmente herringbone cross stratification, se encuentran

asociadas con sedimentos arenosos bien seleccionados depositados en ambientes de mares

litorales someros y producidas por la accin de las corrientes mareales (Prothero, 1990, Prothero

y Schwab, 1997, Tucker, 1994). Para estos autores, la aludida estructura es diagnstica del

ambiente peritidal al igual que los haces mareales (tidal bundles).

El estudio de paleocorrientes realizado sobre la estratificacin cruzada tangencial simple y

doble (sigmoide) desde Ituzaing hasta Paran, revel sistemticamente un modelo de rosas de

paleocorrientes de diseo bimodal bipolar (Torra, 1998c,e), el cual difiere con el modelo

unimodal (tpicamente fluvial) propuesto por Iriondo y Rodrguez, (1972), llevado a cabo en

un rea reducida de la provincia de Entre Ros (entre Pueblo Brugo y La Paz).

El espesor promedio aflorante de la Formacin Ituzaing en superficie es de 10 a 15

metros aunque contina en profundidad hasta ms de 230 metros (Torra, 1998a,b, 1999a),

siempre con las mismas caractersticas sedimentolgicas como se desprende del estudio del

log correspondiente (Torra, 1998a, 1999a). Pasa transicionalmente a sedimentos similares

portadores de microfauna de edad Miocena (Herbst y Santa Cruz, 1985) de la Formacin Paran

sin mediar discordancia (Torra, 1997a, 1998a,b, 1999a), como en el caso de la Perforacin

Corrientes N 1 (INCYTH, 1977). Esto ocurre aproximadamente a los 169 metros de

profundidad.

En la Perforacin Santa Luca, a 150 km. al sur de la ciudad de Corrientes, los restos

fsiles marinos aparecen a slo 59 metros de profundidad, en sedimentitas de similares

caractersticas texturales (Herbst y Santa Cruz, 1985).

Este conjunto de arenas y pelitas, constituye una tpica sucesin heteroltica, conformada

por capas de arenas finas friables bien clasificadas y capas de pelitas (Torra, 1998a,b, 1999a).

En el norte de la Mesopotamia predominan las facies arenosas (7:3) mientras que en la

Provincia de Entre Ros, a la altura de la ciudad de Paran, predominan las pelitas sobre las

arenas (6:4). En el subsuelo del sur de Santa F y norte de la provincia de Buenos Aires,

predominan las arenas (7:3) (Torra, 1998a,c, 1999a).

Las Formaciones Torop y Yupo yacen concordantemente sobre las capas de arenas finas

de la Formacin Ituzaing sin mediar discordancia de erosin y en perfecta continuidad

litolgica. Estn representadas por horizontes de pelitas macizas castao claro o gris de 1 a 2

metros de espesor con delgadas intercalaciones de arenas finas ferricretizadas de 10 a 20

centmetros de potencia. Su espesor mximo medido es del orden de los cuatro metros (Torra,

1998d, 1999a).

Composicionalmente estn constituidas por una mezcla de fracciones limo-arcillosas con

una pequea participacin de arena muy fina (10%) (Torra, 1999b,c).

Su distribucin geogrfica concuerda exactamente con los afloramientos de la Formacin

Ituzaing lo que induce a suponer cierta relacin depositacional (Torra, 1999a).

Los restos de vertebrados fsiles hallados por Herbst, (1969, 1971), Herbst, et al., (1976),

pueden tambin interpretarse de otra forma como lo propusiera Torra, (1998d) y no

necesariamente ser considerados autctonos de estos sedimentos dadas sus caractersticas de

yacencia prcticamente en superficie y su edad muy reciente. En otras palabras, estos mamferos

murieron sobre los sedimentos hace unos 11.500 aos y por ello descansan sobre los mismos

(Torra, 1998d, 1999a).

La Formacin Puelches, del subsuelo de la provincia de Buenos Aires y subsuelo del sur de

la provincia de Santa F, est representada por una litofacies arenosa mediana a fina, bien

seleccionada, bien redondeada y delgadas intercalaciones de pelitas, aunque a veces potente

(varios metros), que infrayacen sedimentos Cuaternarios y presumiblemente suprayacen a los

sedimentos de la Formacin Paran (Santa Cruz, 1972). Santa Cruz, (1972), propuso que la

Formacin Puelches estara separada por discordancias en su techo por los sedimentos

Pampeanos de edad Cuaternaria y en su base, tambin en discordancia, suprayaciendo a las

pelitas verdosas de la Formacin Paran. Torra, (1998a,b,d, 1999a) interpreta que la supuesta

discordancia de la Formacin Puelches con la infrayacente Formacin Paran es solo un cambio

de facies. Con respecto a la discordancia que separa la Formacin Puelches con el Cuaternario

continental est de acuerdo (Torra, 1998b).

Debe mencionarse que sobre las cinco unidades descriptas cuando estas son techo de la

sucesin y afloran, yace sobre estas en discordancia erosiva casi plana un cuerpo de distribucin

irregular mantiforme de composicin limosa castao claro o castao oscuro sin estructuras

sedimentarias internas reconocibles megascpicamente, de espesor variable segn sea el relieve

sobre el cual se haya acumulado, pero que, en general, promedia 2 a 4 metros. Como

caracterstica principal presenta concreciones lenticulares carbonticas centimtricas a

decimtricas, producidas por un proceso de calcretizacin Cuaternario. Estos escasos depsitos

terrgenos continentales presentes en el rea considerada perteneceran al Cuaternario sensu lato.

Su participacin va en aumento desde el norte de Corrientes (prcticamente inexistente) hacia el

sur donde en la Provincia de Buenos Aires su espesor y continuidad lateral y vertical es

manifiesta (Cortelezzi, et al., 1997, Torra, 1999a).

INTERPRETACIN

Las unidades geolgicas mencionadas presentan texturas y estructuras sedimentarias

internas semejantes. Solamente existiran variaciones en el espesor de las litofacies, ya sean

pelticas o arenosas. Se ha observado que no existe discordancia erosiva entre las mismas,

mientras que si se observa una continuidad litolgica en todas las localidades caractersticas

observadas en detalle como por ejemplo Empedrado, Manuel Derqui, Bella Vista y Arroyo el

Sombrero en la provincia de Corrientes, Piedras Blancas, Hernandarias y Pueblo Brugo en la

Provincia de Entre Ros (Torra, 1997a, 1998a,b,c,f), como as tambin en la Isla del Cerrito en la

Provincia del Chaco (Torra, 1999a).

La asociacin de estructuras sedimentarias primarias reconocidas en las arenas finas de la

Formacin Ituzaing desde la localidad de Ituzaing hasta la ciudad de Paran, se habran

formado por la accin de flujos turbulentos bidireccionales producidos por mareas, mareas y

olas y/o mareas, olas y tormentas en un ambiente marino litoral somero (peritidal) de acuerdo

con las evidencias aportadas por las estructuras internas reconocidas (Torra, 1998a,f, 1999a).

Los vertebrados fsiles hallados en las Formaciones Torop y Yupo se encuentran en los

sedimentos del Cuaternario limoso castao claro con tosca y, eventualmente, si estuvieran en la

parte cuspidal de las pelitas, pueden interpretarse como que los mismos fueron atrapados y

hundidos en ellas en las pocas hmedas del Pleistoceno superior-Holoceno (Torra, 1998d).

La presencia de elementos fsiles dulciacucolas en la parte cuspidal de la secuencia

(Herbst y Santa Cruz, 1985, Jalfin, 1988) es interpretada como restos alctonos de estas

sedimentitas que los portan, es decir no son singenticos con la depositacin de los sedimentos

estudiados.

La presencia de restos de vertebrados fsiles de reciente data (11.500 aos AP) son

interpretados de la misma manera (Torra, 1998d).

Las sedimentitas sobre las cuales yacen estos restos fsiles (Formaciones Torop y Yupo)

son interpretadas como depsitos de mar abierto relacionados con el ambiente peritidal

propuesto (Torra, 1999b,c).

La Tabla 1 presenta un resumen de la interpretacin propuesta en ste trabajo.

Tabla 1. Comparacin entre los orgenes y edades aceptados y los propuestos en este trabajo

UNIDADES ORIGEN

ACEPTADO

EDAD ACEPTADA ORIGEN

PROPUESTO

EDAD

PROPUESTA

Fm. Yupo Continental Pleistoceno superior Plataforma marina

(tempestitas)

Mioceno medio

Fm Torop Continental Pleistoceno medio-

alto

Plataforma marina

(tempestitas)

Mioceno medio

Fm. Puelches Fluvial Pleistoceno Peritidal

(sucesin

heteroltica)

Mioceno medio

Fm. Ituzaing Fluvial Plioceno superior-

Pleistoceno inferior

Peritidal

(sucesin

heteroltica)

Mioceno medio

Fm. Paran Marino Mioceno medio -

superior

Peritidal

(sucesin

heteroltica)

Mioceno medio

CONCLUSIONES

Las Formaciones Paran, Ituzaing, Torop, Yupo y Puelches corresponden a un

ambiente sedimentario de depositacin peritidal no excluyendo el ambiente de plataforma marina

(offshore deposits) para las Formaciones Torop y Yupo, con cambios laterales de litofacies

que producen una interdigitacin entre las arenas finas y las pelitas de las formaciones Ituzaing,

Paran y Puelches.

Las evidencias aportadas para la sustentacin de esta tesis son:

Similitud composicional y textural de las arenas presentes en las unidades tratadas,

Similitud de estructuras internas en las capas de arenas de la Formacin Ituzaing y Paran,

Concordancia estructural entre las unidades estudiadas,

Ubicacin vertical de la sucesin en similares cotas topogrficas y valores de subsuelo,

Estrecha relacin espacial de las unidades estudiadas,

Estructuras internas diagnsticas en las facies arenosas, especialmente la presencia de

superficies de reactivacin, estratificacin cruzada sigmoide, haces mareales, estratificacin

hueso de arenque y estratificacin flaser,

Carcter completamente heteroltico de la sucesin, tanto en los afloramientos como en

subsuelo para las Formaciones Paran, Ituzaing y Puelches,

Diseo bimodal bipolar de paleocorrientes,

Similitud composicional, textural y dispocicin de yacencia de las Formaciones Torop y

Yupo con depsitos de mar abierto (Torra, 1999b,c)

Los supuestos contactos entre las unidades tratadas no son erosivos y la continuidad y

expresin textural de las Formaciones estudiadas son similares (Torra, 1997a,b, 1998a,c,d,f,

1999a).

Por lo tanto, estas unidades geolgicas podran constituir los depsitos de un solo episodio

depositacional correspondiente a los distintos subambientes del dominio peritidal y plataforma

continental (Prothero y Schwab, 1997) (vase el Cuadro 1).

El sistema de sedimentacin que habra producido estas capas de arenas supermaduras

asociadas con capas pelticas desarrolladas en el oeste y norte de la Mesopotamia, sur de Santa

F (subsuelo) y norte de la Provincia de Buenos Aires (subsuelo) y sur del Paraguay, sera el de

planicies mareales, mientras que parte de las pelitas (Formaciones Torop y Yupo) se habran

depositado en etapas de mar alto. En esta ltima instancia podran haberse producido los

depsitos de plataformas (offshore deposits) especialmente aplicable a las facies de las

Formaciones Torop y Yupo por las caractersticas composicionales, texturales y de yacencia

similares que presentan (Torra, 1999b,c).

Todo el conjunto (las cinco unidades tratadas) estara vinculado con la transgresin marina

del Mar Paranense (Rsnen et al., 1995, Ramos y Alonso, 1995).

La depositacin de estas unidades se habra producido en un corto perodo de tiempo,

durante la transgresin del Mar Paranense en el Mioceno Medio (Serravalian-Langhian, Haq y

Van Eysinga, 1998) ya que constituyen un nico litosomo (Krumbein y Sloss, 1969), espacial y

genticamente relacionado (Torra,1998a,b, 1999a,b,c).

Finalizada la transgresin Paranense, la comarca actu como elemento positivo durante el

Mioceno superior?, Plioceno y Cuaternario como lo prueban la falta de depsitos de esta edad

en gran parte de la Provincia de Corrientes y Entre Ros (Torra, 1999a).

En la ciudad de Resistencia, existen 20 metros de sedimentos loessoides antes de ingresar a

la sucesin heteroltica de la Formacin Ituzaing (Torra, 1994, 1999a) hecho explicable por la

presencia del lineamiento Paran-Paraguay.

AGRADECIMIENTOS

Deseo dejar constancia de mi agradecimiento al Sr. Decano de la Facultad de Ingeniera,

Ing. Mario Bruno Natalini, quien aval el subsidio ganado por concurso para la realizacin de

este trabajo como asimismo su apoyo para la realizacin de trabajos de campaa y de

laboratorio. Tambin deseo expresar mi ms sincero agradecimiento al Dr. Gerardo E. Bossi,

Director del Instituto de Estratigrafa y Geologa Sedimentaria Global (IESGLO) dependiente de

la Universidad Nacional de Tucumn por sus enseanzas acerca del reconocimiento y estudio de

las estructuras sedimentarias internas en campaa y permiso para el empleo de equipos y

softwares del Laboratorio de Sedimentologa.

LISTA DE TRABAJOS CITADO S EN EL TEXTO

ACEOLAZA, F. G. 1976. Consideraciones bioestratigrficas sobre el Terciario marino de Paran y

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