Descripción litofacial e interpretación paleoambiental de las metasedimentitas de la Formación San Luis (Cámbrico), sierra de San Luis, Argentina: Lithofacial description and paleoenvironmental interpretation of the metasedimentary rocks of the San Luis formation (Cambrian), Sierra de San Luis, Argentina

Juan Matías Perón Orrillo; David Rivarola; Ariel Ortiz Suárez

Autores/as

Juan Matías Perón Orrillo Universidad Nacional de San Luis https://orcid.org/0000-0002-0140-9583
David Rivarola Universidad Nacional de San Luis
Ariel Ortiz Suárez https://orcid.org/0000-0003-1070-5752

Resumen

La Formación San Luis (Cámbrico) es una unidad silicoclástica de las Sierras Pampeanas Orientales, afectada por metamorfismo regional de facies esquistos verdes, cuyo protolito incluye fangolitas, areniscas y conglomerados. La unidad aflora en dos fajas paralelas en el centro-sur de la sierra de San Luis: la Faja Oriental tiene 50 km de extensión en sentido NNE y 5 km de ancho máximo, mientras que la Faja Occidental tiene 40 km de extensión en sentido NNE y 10 km de ancho máximo. El objetivo de este trabajo es proponer un modelo paleoambiental y evolutivo para el protolito sedimentario de la Formación San Luis. Se han reconocido nueve litofacies, agrupadas en siete asociaciones de facies (AF): las AF A y B corresponden a depósitos de flujos de detritos a hiperconcentrados acumulados en canales de talud; la AF C fue depositada por flujos turbidíticos gravoarenosos en canales de talud y llanura abisal; la AF D fue depositada por flujos turbidíticos en lóbulos de llanura abisal; la AF E se depositó principalmente en el talud por decantación de fango; la AF F se habría depositado en canales de talud por flujos de fango extracuencales; la AF G se depositó en el talud o llanura abisal con evidencias de caída de material transportado por icebergs y capas de hielo glacimarino. El arreglo estratigráfico de las AF en la Faja Occidental comprende dos intervalos de formación de lóbulos de llanura abisal, separados por un evento glacial. Por su parte, el arreglo estratigráfico de la Faja Oriental correspondería a la progradación normal de un talud sobre lóbulos de llanura abisal. El protolito de la Faja Occidental se habría depositado entre el Cámbrico inferior y medio, durante la orogenia Pampeana, y sus depósitos glacimarinos representarían el primer registro de la glaciación Baykonuria en el margen de Gondwana Occidental. El protolito de la Faja Oriental se habría depositado entre el Cámbrico medio y tardío, antes del inicio de la orogenia Famatiniana. Según el contexto geotectónico regional para ese periodo de tiempo, la depositación habría tenido lugar en una cuenca marina profunda en el antepaís al oeste del orógeno Pampeano, el cual sirvió como fuente del material detrítico.

Citas

Adams, C.J., Miller, H., Toselli, A.J., y Griffin, W.L. (2008). The Puncoviscana Formation of northwest Argentina: U-Pb geochronology of detrital zircons and Rb-Sr metamorphic ages and their bearing on its stratigraphic age, sediment provenance and tectonic setting. Neues Jahrbuch für Geologie und Paläontologie 247(3): 341–352.

Artoni, A., Di Biase D., Mutti E. y Tinterri, R. (2000). Control of thrust propagation on turbidite sedimentation. EAGE Conference on Geology and Petroleum Geology of the Mediterranean and Circum-Mediterranean Basins: Extended Abstracts Book, C21.

Baldo, E.G., Rapela, C.W., Pankhurst, R.J., Galindo, C., Casquet, C., Verdecchia, S.O., y Murra, J.A. (2014). Geocronología de las Sierras de Córdoba: revisión y comentarios. En: Relatorio del XIX Congreso Geológico Argentino: 845–868. Córdoba.

Baudin, F., Martinez, P., Dennielou, B., Charlier, K., Marsset, T., Droz, L., y Rabouille, C. (2017). Organic carbon accumulation in modern sediments of the Angola basin influenced by the Congo deep sea fan. Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 142: 64-74. doi.org/10.1016/j.dsr2.2017.01.009

Bennett, M.R., y Glasser, N. F. (2009). Glacial geology: ice sheets and landforms, 2nd. John Wiley & Sons, Reino Unido, 364 pp.

Bennett M.R., Doyle, P., y Mather, A.E. (1996). Dropstones: their origin and significance. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 121: 331-339.

Borda, S.E. (1989). Geología y petrografía de la zona de Cerros Largos, provincia de San Luis. Tesis de Licenciatura, Universidad Nacional de San Luis, 94 pp. (inédito).

Bouma, A.H. (1962). Sedimentology of Some Flysch Deposits: a Graphic Approach to Facies Interpretation. Elsevier, Amsterdam, 168 pp.

Brodtkorb, M., Pezzutti, N., Poma S., y Fernández, R. (2009). Geoquímica y petrología de las metavolcanitas cámbricas de la Sierra de San Luis. Revista de la Asociación Geológica Argentina 65:429-445.

Caby R., y Fabre, J. (1981). Late Proterozoic to Early Palaeozoic Diamictites/Tillites and Associated Glaciogenic Sediments in the Serie Pourpree of Western Hoggar, Algeria. En: Hambrey, M.J., y Harland, W.B. (Eds.) Earth’s Pre-Pleistocene Glacial Record, Cambridge University Press, 140–145.

Casquet, C., Baldo, E., Galindo, C., Pankhurst, R.J., Rapela, C.W., y Fanning, M.C. (2014). Las vulcanitas de la Formación San Luis (Sierra de San Luis, Argentina): Nueva edad (SHRIMP) y geoquímica isotópica (Sr - Nd). XVIII Congreso Geológico Argentino Actas: 345, Córdoba.

Castro Dorado, A. (1989). Petrografía básica: Texturas, clasificación y nomenclatura de rocas. Paraninfo. 139 pp.

Chumakov, N.M. (2009). Neoproterozoic glacial events in Eurasia. En: C. Gaucher, A.N. Sial, G.P. Halverson, y H.E. Frimmel (Eds.) Neoproterozoic-Cambrian Tectonics, Global Change and Evolution: a focus on southwestern Gondwana. Developments in Precambrian Geology, 16, Elsevier, the Netherlands, 389–403.

Chumakov. N.M. (2011). Late Proterozoic African Glacial Era. Stratigraphy and Geological Correlation, 19/1. Pleiades Publishing, 1–20.

Collo, G., y Astini, R.A. (2008). The Achavil Formation: A new low-grade metamorphic unit in the Upper Cambrian evolution of Famatina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 63(3): 344-362.

Collo, G., Astini, R., Cawood, P.A., Buchan, C., y Pimentel, M. (2009). U–Pb detrital zircon ages and Sm–Nd isotopic features in low-grade metasedimentary rocks of the Famatina belt: implications for late Neoproterozoic–early Palaeozoic evolution of the proto-Andean margin of Gondwana. Journal of the Geological Society of London 166: 303–319.

Crowell, J. (1957). Origin of pebbly mudstones. Geological Society of America Bulletin 68: 993- 010.

Deynoux, M., Affaton, P., Trompette, R., y Villeneuve, M., (2006). Pan–African tectonic evolution and glacial events registered in Neoproterozoic to Cambrian cratonic and foreland basins of West Africa, Journal of African Earth Science 46: 397–426.

De Celles, P.G., y Giles, K.A. (1996). Foreland basin systems. Basin Research 8: 105–124.

Drobe, M., López de Luchi, M., Steenken, A., Frei, R., Naumann, R., Siegesmund S., y Wemmer, K. (2009). Provenance of the late Proterozoic to early Cambrian metaclastic sediments of the Sierra de San Luis (Eastern Sierras Pampeanas) and Cordillera Oriental, Argentina. Journal of South American Earth Sciences 28:239–262.

Drobe, M., López de Luchi, M., Steenken, A., Wemmer, K., Naumann, R., Frei, R., y Siegesmund, S. (2011). Geodynamic evolution of the Eastern Sierras Pampeanas (Central Argentina) based on geochemical, Sm–Nd, Pb–Pb and SHRIMP data. International Journal of Earth Science (Geol Rundsch) 100:631–657.

Edwards, M. (1986). Glacial Environments. En: H.G. Reading (Ed.), Sedimentary Enviroments and Facies, 2nd. Blackwell Science, Oxford:445-470.

Enríquez, E. (2013.) Geología y Estructura del Basamento en la zona de Ea. Pancanta, San Luis. Tesis de Licenciatura, Universidad Nacional de San Luis. 109 pp. (inédito).

Fuentes, M.G. (2011). Análisis sedimentológico y estratigráfico de las metasedimentitas de la Formación San Luis (Proterozoico Tardío – Paleozoico Temprano) de la zona central de la faja occidental de la sierra de San Luis, Argentina. Tesis de Licenciatura, Universidad Nacional de San Luis, 77 pp. (inédito).

Gaucher, C. y Poiré, D.G., (2009). Palaeoclimatic events. Neoproterozoic-Cambrian evolution of the Rio de la Plata Palaeocontinent. En: C. Gaucher, A.N. Sial, G.P. Halverson, y H.E. Frimmel (Eds.) Neoproterozoic-Cambrian Tectonics, Global Change and Evolution: a focus on

southwestern Gondwana. Developments in Precambrian Geology, 16, Elsevier, the Netherlands, 123–130.

Germs, G.J.B., y Gaucher, C. (2012) Nature and extent of a late Ediacaran (ca. 547 Ma) glacigenic erosion surface in southern Africa. South African Journal of Geology, 115: 91-102.

Hack, M., Brodtkorb, M.K. de, Höll R., y Brodtkorb, A. (1991). Geología y consideraciones genéticas de los yacimientos scheelíticos entre el dique la Florida y Pampa del Tamboreo, provincia de San Luis. En M. K. de Brodtkorb (Ed.) Geología de yacimientos de wolframio de las provincias de San Luis y Córdoba, Argentina. Instituto de Recursos Minerales, Universidad Nacional de la Plata, 1: 113-152.

Hladil, J. (1991). The Upper Ordovician dropstones of Central Bohemia and their paleogravity significance. Véstník Úst?edního Ústavu Geologického 66:65–74.

Kawai, T., Windley, B. F., Terabayashi, M., Yamamoto, H., Isozaki, Y., y Maruyama, S. (2008). Neoproterozoic glaciation in the mid-oceanic realm: An example from hemi-pelagic mudstones on Llanddwyn Island, Anglesey, UK. Gondwana Research 14:105–114.

Kane I.A., Kneller B.C., Dykstra, M., Kassem, A., y McCaffrey, W.D. (2007). Anatomy of a submarine channel–levee: An example from Upper Cretaceous slope sediments, Rosario Formation, Baja California, Mexico. Marine and Petroleum Geology 24: 540–563.

Kneller, B. (2003). The influence of flow parameters on turbidite slope channel architecture. Marine and Petroleum Geology 20: 901–910.

López de Luchi, M.G., Cerredo, M.E., Siegesmund, S., Steenken A., y Wemmer, K. (2003). Provenance and tectonic setting of the protoliths of the metamorphic complexes of Sierra de San Luis. Revista de la Asociación Geológica Argentina 58: 525–540.

López de Luchi, M.G., Martínez Dopico, C.I., Wemmer, K., y Siegesmund, S. (2018). Untangling the Neoproterozoic-early Paleozoic tectonic evolution of the Eastern sierras Pampeanas hidden in the isotopical record. En: S. Siegesmund, M. Basei, P Oyhantçabal, y S. Oriolo (Eds.) Geology of Southwest Gondwana. Regional Geology Reviews. Springer, 433–466.

Lowe, D.R. (1982). Sediment gravity flows: II. Depositional models with special reference to the deposits of high-density turbidity currents. Journal of Sedimentary Petrology 52: 279-297.

Mignard, S., Mulder, T., Martinez, P., Charlier, K., Rossignol, L., y Garlan, T. (2017). Deepsea terrigenous organic carbon transfer and accumulation: Impact of sea-level variations and sedimentation processes off the Ogooue River (Gabon). Marine and Petroleum Geology, 85: 35–53.

Morosini, A. (2011). El Granito La Escalerilla, Provincia de San Luis. Tesis Doctoral, Universidad Nacional de San Luis, 434 pp. (inédito).

Morosini, A., Ortiz Suárez, A., Otamendi, J., Pagano, D., y Ramos, G. (2017). La Escalerilla pluton, San Luis Argentina: the orogenic and post-orogenic magmatic evolution of the famatinian cycle at Sierras de San Luis. Journal of South American Earth Science 73: 100–118.

Morosini, A.., Christiansen, R., Enriquez, E., Pagano, D.S., Perón Orrillo, J.M., Ortiz Suárez, A., Martínez, M.P., Muñoz, B.L., y Ramos, G. (2020). Architecture and kinematics of the Famatinian deformation in the Sierra Grande de San Luis: record of a collisional history at 33° latitude south. Journal of South American Earth Sciences 105, doi.org/10.1016/j.jsames.2020.102986

Mulder, T., y Alexander, J. (2001). The physical character of subaqueous sedimentary density flows and their deposits. Sedimentology 48: 269-299.

Mutti, E. (1992). Turbidite sandstones. AGIP - Istituto di Geologia, Università di Parma, San Donato Milanese, 275 pp.

Mutti, E., Davoli, G., Mora S., y Papani, L. (1994). Internal stacking patterns of ancient turbidite systems from collisional basins. En: P. Weimer, A.H. Bouma y B. Perkins (Eds.), Submarine Fans and Turbidite Systems. GCS SEPM 15th Annual Research Conference, 257-268.

Mutti, E., Tinterri, R., Benevelli, G., di Biase, D., y Cavanna, G., (2003). Deltaic, mixed and turbidite sedimentation of ancient foreland basins, Marine and Petroleum Geology 20: 733-755, doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2003.09.001.

Ortiz Suárez, A. (1999). Geología y petrología del área de San Francisco del Monte de Oro. San Luis. Tesis Doctoral, Universidad Nacional de San Luis, 259 pp. (inédito).

Ortiz Suárez, A., Prozzi, C., y Llambías, E. (1992). Geología de la parte sur de la sierra de San Luis y granitoides asociados, Argentina. Estudios Geológicos 48: 209-381.

Perón Orrillo, J.M. (2017). Análisis Sedimentológico y Estratigráfico de las metasedimentitas de bajo grado de la Formación San Luis (Proterozoico tardío – Paleozoico temprano). Provincia de San Luis, Argentina. Tesis Doctoral, Universidad Nacional de San Luis. 107 pp. (inédito)

Perón Orrillo, J.M., Rivarola, D., Ortiz Suárez, A., Olsen, D., Fuentes, G., Grasso, C., Icazatti, M., y Perocco, P. (2012). Análisis paleoambiental y evolutivo de la Formación San Luis (Proterozoico Superior – Paleozoico Inferior), San Luis. XIII Reunión Argentina de Sedimentología, Resúmenes: 167-168, Salta.

Perón Orrillo, J.M., y Rivarola, D. (2014). Descripción litofacial e interpretación genética de los metaconglomerados de la Formación San Luis (Proterozoico Superior – Cámbrico), Sierra de San Luis, Argentina. Latin American Journal of Sedimentology and Basin Analysis, 21(1): 25-48.

Perón Orrillo, J.M., Rivarola D., y Ortiz Suárez, A. (2017). Litofacies, sistemas depositacionales y evolución de la Formación San Luis (Neoproterozoico - Cámbrico), Provincia de San Luis, Argentina. XX Congreso Geológico Argentino, ST1: 108-114. San Miguel de Tucumán.

Perón Orrillo, J.M., Ortiz Suárez, A., Rivarola, D., Otamendi, J., Morosini A., y Barra, F. (2019). Detrital zircon ages from the San Luis Formation, Sierra de San Luis, Argentina. Journal of South American Earth Sciences, 94. doi.org/10.1016/j.jsames.2019.102228

Prozzi, C. (1990). Consideraciones acerca del Basamento de San Luis. XI Congreso Geológico Argentino Actas I: 452-455, San Juan.

Prozzi, C., y Ortiz Suárez, A. (1994). Rocas metamórficas de bajo grado en las Sierras Pampeanas (Argentina). 7º Congreso Geológico Chileno Actas II: 1167-1171, Concepción.

Prozzi, C., y Ramos, G. (1988). La Formación San Luis. Primeras Jornadas de Trabajo de Sierras Pampeanas, Resúmenes, 1 pp., San Luis.

Prozzi, C., y Rosso, M.C. (1990). Pizarras carbonosas en el basamento de San Luis, Argentina. XI Congreso Geológico Argentino, Actas I: 202–205, San Juan.

Prozzi, C., y Zimmermann, U. (2005). Provenance of Metasedimentary Successions of the Sierra de San Luis: First Results. XVI Congreso Geológico Argentino Actas en CD, La Plata.

Ramos, G., Prozzi C., y Ortiz Suárez, A. (1996). Conglomerados del basamento de Sierras Pampeanas. XIII Congreso Geológico Argentino y III Congreso de Exploración de Hidrocarburos Actas I: 607-617. Buenos Aires.

Reading, H.G. (1996). Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy, 3ra ed. Blackwell Science, Reino Unido, 704 pp.

Rivarola, D., y Ortiz Suárez, A. (2008). Los metaconglomerados de la Formación San Luis. Origen glacimarino? XII Reunión Argentina de Sedimentología Acta: 152, Buenos Aires.

Rossi, J.N., Durand, F.R., Toselli, A.J. y Sardi, F.G. (1997). Aspectos estratigráficos y geoquímicos comparativos de basamento metamórfico de bajo grado del Sistema del Famatina, Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 52(4): 469-480.

Sato, A.M., González, P.D., y Llambías, E. (2003). Evolución del Orógeno Famatiniano en la Sierra de San Luis: magmatismo de arco, deformación y metamorfismo de bajo a alto grado. Revista de la Asociación Geológica Argentina 58: 487-504.

Schwartz, J.J., Gromet, L.P., y Miró, R. (2008). Timing and duration of the calc-alkaline arc of the Pampean orogeny: implications for the late neoproterozoic to cambrian evolution of western Gondwana. Journal of Geology 116: 39–61.

Shanmugam, G. (2016) Submarine fans: A critical retrospective (1950 – 2015). Journal of Palaeogeography 5(2): 110-184.

Siegesmund, S., Steenken, A., Martino, R.D., Wemmer, K., López de Luchi, M.G., Frei, R. Presnyakov, S., y Guereschi, A. (2010). Time constraints on the tectonic evolution of the Eastern Sierras Pampeanas (Central Argentina). International Journal of Earth Science 99: 1199-1226.

Sims, J., Ireland, T., Camacho, A., Lyons, P., Pieters, P., Skirrow, R., Stuart Smith, P., y Miró, R. (1998). U-Pb, Th-Pb and Ar-Ar geochronology from the southern Sierras Pampeanas, Argentina: implications for the Palaeozoic tectonic evolution of the western Gondwana margin. En: R. Pankhurst y C. W. Rapela (Eds.), The proto-Andean Margin of Gondwana. Geological Society of London, Special Publication 142: 259-281, London.

Söllner, F., Brodtkorb, M.K. de, Miller, H., Pezzutti, N., y Fernández, R. (2000). U-Pb zircon ages of metavolcanics rocks from the Sierra de San Luis, Argentina. Revista de la Asociación Geológica Argentina 55: 15-22.

Steenken, A., Siegesmund, S., López de Luchi, M.G., Frei, R., y Wemmer, K. (2006). Neoproterozoic to early Palaeozoic events in the sierra de San Luis: implications for the famatinian geodynamics in the eastern sierras Pampeanas (Argentina). Journal of the Geological Society 163: 965–982.

Stow, D.A.V., Huc, A.-Y., y Bertrand, P. (2001). Depositional processes of black shales in deep water, Marine and Petroleum Geology 18(4): 491-498, doi.org/10.1016/S0264-8172(01)00012-5.

Teruggi, M. (1982). Diccionario Sedimentológico Volumen 1: Rocas Clásticas y Piroclásticas. Ediciones Científicas Argentinas Librart. Argentina. 104 pp.

Verdecchia, S.O., Collo, G., Zandomeni, P.S., Wunderlin, C., y Ferhmann, M. (2019). Crystallochemical indexes and geothermobarometric calculations as a multiproxy approach to PT condition of the low-grade metamorphism: the case of the San Luis Formation, Eastern Sierras Pampeanas of Argentina. Lithos 324–325: 385–401.

von Gosen, W. (1998). The Phyllite and Micaschist Group with associated intrusions in the Sierra de San Luis (Sierras Pampeanas/Argentina) - structural and metamorphic relations. Journal of South American Earth Sciences 11: 79-109.

von Gosen, W., y Prozzi, C. (1996). Geology, structure and metamorphism in the area south of La Carolina (Sierra de San Luis, Argentina). XIII Congreso Geológico Argentino y III Congreso de Exploración de Hidrocarburos Actas 2:301–314, Buenos Aires.

Zavala, C., Prozzi, C., y Freije, H. (2000). Hallazgo de facies contorníticas en el Proterozoico tardío-Paleozoico temprano de las Sierras Pampeanas, Argentina. II Congreso Latinoamericano de Sedimentología y VIII Reunión Argentina de Sedimentología, Resúmenes: 187-188, Mar del Plata.

Zimmermann, U. (2005), Provenance studies of very low- to low-grade metasedimentary rocks of the Puncoviscana complex, northwest Argentina. En: A.P.M. Vaughan, P.T. Leat, y R.J. Pankhurst (Eds.): Terrane processes at the margins of Gondwana. Geological Society of London, Special Publication, 246: 81-416.