Nanofósiles calcáreos de la Formación Los Molles al sur de la Dorsal de Huincul, Cuenca Neuquina, Argentina: bioestratigrafía y reconstrucciones paleobiogeográficas para el Jurásico Temprano-Medio (Pliensbachiano-Aaleniano)

Abstract

Los nanofósiles calcáreos representan un grupo diverso de fósiles, cuyo origen se remonta al Triásico Tardío y extienden su registro hasta la actualidad, caracterizados por su composición calcárea y un tamaño menor a los 30 micrones. Entre ellos se destacan los cocolitofóridos, que constituyen la fracción más importante del nanoplancton calcáreo, es decir, algas unicelulares flageladas pertenecientes a la División Haptophyta, Clase Prymnesiophyceae, Subclase Calcihaptophycidae, recubiertas por placas de carbonato de calcio (cocolitos). La representación de los cocolitofóridos en el registro fósil corresponde a sus remanentes exoesqueléticos, comúnmente preservados de manera desagregada, como cocolitos individuales, o completos, formando una cocósfera. Estos organismos típicamente marinos habitan en la zona fótica con salinidad normal, y las aguas oligotróficas de los giros oceánicos. Su distribución geográfica está determinada eminentemente por la temperatura de las aguas superficiales y la disponibilidad de nutrientes, así como por las corrientes oceánicas y las variaciones estacionales, siendo más abundantes en los trópicos y disminuyendo hacia los polos. Su presencia en los océanos es clave, ya que son uno de los principales grupos de productores primarios marinos, proveen el 50 % del oxígeno global, constituyen hasta el 90 % de los sedimentos marinos, ejercen una clara influencia en la alcalinidad del agua de mar, remueven el CO2 de la atmósfera y producen compuestos que tienen un impacto directo en el clima. La evidencia del registro geológico sugiere que los cocolitofóridos han mantenido sus requerimientos ecológicos casi invariables a lo largo del tiempo, convirtiéndolos en importantes indicadores de cambios físicos y químicos en los océanos del pasado, permitiendo así reconstruir de manera confiable las condiciones paleoambientales, paleobiogeográficas y paleoclimáticas. El objetivo general de esta tesis es el estudio de las asociaciones de nanofósiles calcáreos de sedimentitas marinas del Jurásico Temprano-Medio, al sur de la Dorsal de Huincul, de la Cuenca Neuquina. Al combinar esta información con la ya disponible se busca ampliar y mejorar los recursos bioestratigráficos de la cuenca, determinar similitudes con ensambles de otras regiones del mundo y evaluar la respuesta de estos organismos a importantes eventos paleoambientales. La Cuenca Neuquina se sitúa en la región centro-occidental de la Argentina, entre los 31°- 40° S y los 67°- 70° O, abarcando las provincias de Mendoza, Neuquén, La Pampa y Río Negro. Se trata de una cuenca de retroarco cuyo origen y evolución están ligados al desmembramiento de Gondwana, y que desde el Triásico al Paleoceno ha acumulado sedimentos tanto marinos como continentales. El estudio se enfoca en las muestras de tres perfiles de afloramiento, denominados El Matuasto I, II y III, y dos sondeos exploratorios cedidos por la empresa YPF S.A., YPF.Nq.BCE.x-1 (BCE x-1) y YPF.Nq.PTU.x-2 (PTu x-2). Se estudiaron 102 muestras de superficie, 20 muestras de corona y 91 muestras provenientes de recortes de perforación. Adicionalmente, se realizaron análisis geoquímicos (i.e., isótopos estables de carbono, materia orgánica total y composición elemental) en 384 muestras de afloramiento. En el procesamiento de las muestras para nanofósiles se utilizaron las técnicas de decantación al azar (random settling) y por gravedad (gravity settling). La primera fue aplicada en los perfiles, y permite el cálculo de abundancias absolutas (nanofósiles por gramo de sedimento); la segunda es más expeditiva y se aplicó al material de los pozos. En el caso de las muestras que fueron preparadas para el microscopio electrónico de barrido, se seleccionaron pequeños trozos de roca y se montaron en tacos, para luego realizarles un baño de oro-paladio, quedando así listas para su estudio. Los preparados para microscopio óptico se analizaron con un microscopio petrográfico Leica DMP750 con luz polarizada y un aumento de 1000x. Las microfotografías se tomaron con una cámara Leica MC170 HD. Para los preparados estudiados y fotografiados en el microscopio electrónico de barrido se utilizó un equipo Phenom G2 pro. El análisis cuantitativo de nanofósiles requirió el conteo de al menos 300 individuos, reduciendo a menos de 5 % la probabilidad de no recuperar una especie rara. En caso de una muestra con baja abundancia, el recuento se detuvo a los 450 campos de observación. Los datos se volcaron en un gráfico de distribución muestra/especie para cada perfil y pozo, junto con la riqueza específica y el estado de preservación de la muestra. El grado de similitud entre asociaciones de nanofósiles se evaluó generando una matriz de presencia/ausencia de especies y ejecutando un análisis multivariado de escalado multidimensional no métrico (NMDS) y de agrupamiento jerárquico (cluster analysis) ejecutando el algoritmo Paired group (UPGMA), utilizando para ambos el índice de similitud Dice. En el procesamiento de muestras para los análisis de materia orgánica total e isótopos estables se utilizaron las técnicas de pirólisis (equipo RockEval 6 Turbo) y espectrometría de masas de relación isotópica (analizador elemental Carlo Erba 1108 EA conectado a un espectrómetro de masas Thermo Fisher Scientific Delta V IRMS), respectivamente. En ambos casos, se seleccionó un fragmento fresco de roca y se lo redujo a polvo en un mortero. Se tamizó el sedimento con mallas de 425 μm y 250 μm, y se procedió a separar 60 mg de la fracción retenida en la malla de 250 μm para la técnica de pirólisis, y 0,5 mg de la fracción residual del tamizado para el análisis isotópico. Para el análisis elemental se utilizó la técnica de difracción de rayos x con un equipo XRF Thermo Scientific Niton XL3t GOLDD+, seleccionando un trozo de roca sin superficies irregulares que pudiesen afectar a la lectura. En todos los casos, se evitó escoger muestras que contuvieran restos de valvas y/o evidencias de meteorización. Se describen 49 especies, de las cuales cinco son reconocidas por primera vez para la cuenca y el Pacífico suroriental, y la mayoría de ellas son ilustradas. Están presentes las familias Chiastozygaceae (8 especies), Axopodorhabdaceae (4 especies), Biscutaceae (12 especies), Calyculaceae (2 especies), Cretarhabdaceae (1 especie), Mazaganellaceae (1 especie), Parhabdolithaceae (6 especies) Watznaueriaceae (13 especies), Schizospharellaceae (1 especie) y una especie insertae sedis. Se reconocen en superficie seis biozonas y numerosas sub-biozonas que se correlacionan con esquemas bioestratigráficos de la región del Tethys. Las mismas corresponden al Pliensbachiano (Biozona NJT4), Pliensbachiano tardío – Toarciano temprano (Biozona NJT5), Toarciano temprano – medio (biozonas NJT6 a 7), Toarciano tardío – Aaleniano temprano (Biozona NJT8) y Aaleniano medio – Bajociano temprano (NJT9). En el caso del subsuelo, se reconocen en Puesto Touquet x-2 ensambles para el Pliensbachiano temprano, Pliensbachiano temprano-tardío, Pliensbachiano tardío, Toarciano medio, Toarciano medio-tardío, Aaleniano temprano-medio y Aaleniano tardío; y para Barda Colorada Este x-1 los ensambles corresponden al Pliensbachiano temprano, Pliensbachiano tardío – ?Toarciano temprano, Toarciano medio, Toarciano medio-tardío, Aaleniano temprano-medio y ?Aaleniano tardío. Se identifican tres intervalos de excursiones isotópicas negativas acompañadas de incrementos en el contenido de materia orgánica. Al aplicarse el marco bioestratigráfico, se considera al primero de ellos como el equivalente temporal del Evento de Anoxia Oceánica del Toarciano (T-OAE). Las otras excursiones de gran amplitud registradas en el Toarciano medio y en el intervalo Toarciano – Aaleniano coinciden con una proporción elevada de nanofósiles calcáreos de la familia Biscutaceae, especies sensibles al contenido de nutrientes en las aguas superficiales, por lo que su registro correspondería a períodos de mayor productividad primaria marina; asimismo, ambas excursiones constituyen el primer registro en la Cuenca Neuquina y el segundo registro en el Hemisferio Sur para el intervalo Toarciano-Aaleniano. Las asociaciones del Pliensbachiano reconocidas en uno de los perfiles se relacionan biogeográficamente con aquellas de la región del Tethys. Se identifica al Corredor Hispánico como la vía de dispersión de los nanofósiles calcáreos entre los océanos Pacífico y Tethys durante el Jurásico Temprano, indicando su momento de apertura al menos desde el Pliensbachiano temprano.