ORSTOM -- BOL lV l t DOClJM FN TATION

LA FORMACION CUMANA DEE ALTIPLANO DE KOIJVIA : UN MQDELO DE SEDIMIENTAC1[ON

GLACIOMAKIIVA DEL DEVONICQ SUPEMOR

IXRIQLiE DIAZ MARTINEZ

REVISTA TEC:NI('A DI: I'PFR. 15 ( - 3 4 ) : 357 - 372. DICIEMBRE 1994 C OC 1 I A ß 4MB A, BOL, IV L.2

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' LaTÓrmaciÓn Cuma@ es unaíinidad de &&icd& que alcanza m+'de,lOO.m. de espesor y aflora a lo largb de más'de 80 km.'enJa zona :del lago .T<ticaca del Departkento de Lazaz, desde la4sla del Sol hasta la Península de Cum&á, pasando por la Península de Copacabana, . .?sí como otras zonas del Altiplano. Se sitúa sobre pizari.as-m~nas;del,Fame~ano (palinozonaPL) de,la Formación Colpacucco; y constitiye

' ,'la base del Grupo +bo.-del Carbqnífèroinferior del Altiplano. h s dlastosLpresentes en la diamictita,,ide tamahoi angulosidad, riidondez y ' composición ~v.a$able sugieren, juri? con la presencia de cletos.es@iados y facetados, un &ea de &mxiiencia heteroghea con presencia de . glactiies) En la FormaciGn Cumaná se puecien Íecdnocer dos asociaciones de litofacies (d). principales. .AI;1 consiste en lutitas laminadas:

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': . .. ~'conclasfOS caidos, y se interpreta como resultado del, dep6sito.de sedimen&en .suspensión y transportados .poi- masas de hielo flotantes i -' . (icebergs). S'obre ÁÏ+y con un con€ácto.emsivo se sitúa 'la AL2, que Consis? en di\hctitas.macizhs con :lentes de arenisca deformadas y- 1 y, I ~ -.- ' , ' ~

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. ,. bloques-deslizados de' considerable tamaño. A i 2 se-interpxeta como el resultado de sedimentación pr0glaciar:al borde.de una mas? de hielo--- parcialmente flotantei eon resedimentâción por procesos..dè movimiefitos en m&a .postdeposicionales (&lizamientos Y_ flujos subácuéos de .

-inferior s.ugiere varias $.reas de Rrocedencïa posibles. 'Cos .depósitos, de la secuencia:suprayacente (Formaci;? Kasa).indican lzicijrbbabb .. 'contkuación de la glaciación en el firea.de procedencia.durante este int6waló.

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. dedtos), junto con retrabaj-ainiento parcial por comenh, profundas. La reconstruc$Ón @aleogeográfica.,de' la región ,durante'el, Carbonifero . I

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- - .The Cumaná Formation is a di-&&tiF-unik%hing over '100 m thick, which &op -o& alÖdg more ,than SÓ km i n thelake T$ilglc~areill(La -~ - Paz DeSJ, from the &land of the'Sy to the, C-umaG Peninsula;-along the'CopacabanaiPedins&, .as,w&IÏ.as in other areas of -6 Aitiplano. ,.ve .r Cuma$í Foeation overkiys-Faniennian (PL pgynozone) m g n e shales ;of-the upper Colpxuctio Fonhation, and cohtitutes-'%e - .. base of , i! , -

I . - ~ - . th+.kn@o. Groupl (latest Devoniah-Eahy C~boni feroGi~in tde Altiplago,~%las~s&, texlure &d-com&$tion'sugg&a ' . giaGiäted source artfa-for the diadictite. I T6-o-main.lii&ofaci& assembla&{LA) are .pFsënt in' We Ct&arí$ Formation.

.I laminatedLana massive shd,es %i$ dropstbnes. &d is i p r p r e t d as @e result o<deposition from'sus&&ided' sediment p meihg. -, OveIlymg L&l' Fith hnierosive cöntact is, LA2. which consists of,.n@sive diiimictite with,'dkcon_tinuous le sddst0n.e and- slided sandstone blÓcks of considerablekze (up to-tens of metek). G2

. ' ntflrby an area Mi# tidewagr glaciers, do,+àted by massLmovement-se&entation'(subáqueoÚs'%des, slukps and-debris flows), as-well r . , .- partid rewor,hg b$ marine processes. Paleogeographjc reconstruction suggestsid~rent-possible source areas: '@e overlying overall deltaic . '

~>- . progradational sequence (Kasa Fm.) indicites' a PrÒ'b'abJe persistence of glaciers'5n &he source ,&ea du+g part ,of the Early. CarbGniferous.

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._ . iqterpreted-as.th& result of proglacia sedinieñtgtion, ~ __ , I , - . ._ .. .

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IN~RODUCCIO~ . . . 3 '

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. 1atit.u.dx más Gjas::(Díazlëj. d.:' 1993a). "La':s&cu,encia de l '. ' . Carbonífe&.del ,@tip&O. de:B&gGa 2egisFa un c 9 b i o gradual de

- El .principal episodio glacial qde .afe@- a-Gond anadurg te .el clima Moya c&do:(DíW et'al.,'l~93b),',mientras :que oc& regiones - Pa$&oics, superior kvo-lÚgaÍ del Serpukhoviàno (Nmy-iano .Ä) al de GndwaLa (ÀÙs<a&cnoJte,de la India) muqtran unai transición ~

.' Sakmariano, con dtios'dcs e$sodioS menores.durante el Fheniano . inversa (Caput0 &iCrow$ll, .l.&S;'Veevers & Powell; 1987): Los I . ay-& Yiseano . .__ (Veevers'. &Rowell, 1987). La evidencia ' ' s:dos , depósitoK&tÜd?ados. ,consisten;en una. upidid de diamiititas 9 .,episodios menores pfûcede de depbiitos m+nos'y. n Os en (Formacción'C$mahá).que Wloraa lo' largo del margen nordeste depa-

Brasil y nQroeste dëAGica. Enleste @äbajo se'describe una loahidad .Pe,msula.de Copa$a%adesde la Isla del Sol hasta la Ppínsula de - . e n *. la región del Altiplario"del3oliyia (Andes..Centrales) que aporta- Cumaná i n el lago Titicaca 4 oeste de Bolivia'(figura.1). Estas

nueva evrdencia pya.' ël primero. de Fstos episodios glaciales. -E¡ -- diamictitas,han sido:hencionadqs erija literama g~lÓgicp&Õliviana ,,*pacto dealos cam6ios 'cl&áticos globales 'en la zona de estudio por m+ 'de3O'años., aunqueno ha habidb\ningÚn estudio detallado -

I - -durante ,.- el Devónico supex&r" y Carbohífëro iGferior estuvo . de su.'s&diment$dgía con objeto de' intgrpretaq el- ambiente 'ahrortiguadö por e; desplazamiento gradua de la regióñ häcia ~ deposicional. En esté estudio'se regka elanáiisis sed+entolÓgico 7:

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ENRIQUE DIAZ MARTINEZ

.\ -.. de la unidad incluyendo: a) la descripción de las litofacies presentes

involucrados durante su sedimentaciófi. Como resultado se han

Díaz & Lema, 1991a). De acuerdo con esta revisión, las diamictitas

situada en la base del Grupo Ambo tal como ha sido redefinido por z en la diamictitai y b) la@xpretación?de los procesos sedimentarios estudiadas en este trabajo constituyen en sí la Formación C m á ,

identificado varios ambientes y subambientes glaciomarinos, Díaz,(1991):, , - teniendo en cuenta l& hltimos avances de la, sedimentología glaciar -. -. 1

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y glaciomarina-(Molnia, 1983; Eyles et al., 1985; Drewry, 1986; Anderson & Ashley, 1991; Brodzikowsky & Van Loon, 1991). A ragz de esta- interpretación, s e analiza e l significado paleogeográfico y paleoclimático de esta unidad de diamictitas.

,r La Formación CumanLno se depositó en todo el Altiplano. En la secctón llamada de Mina Matilde (flanco occidenial de un sinclinal al este de Carabuco, en el margen nordeste del lago Titicaca) se

' pueden obseqvar mcas del Devónico superior y Carbonifero inferior.; La secuencia incluye una unidad de lutitas de unos 100 m en la que Vavrdová et al. (1991, 1993) describen por bioestratigrafía de palinomorfos el tránsito Fameniano-Tournaisiano, sin que se haya encontrado evidencia de la presencia de.. las diamictitas glaciomarinq, ni por encima ni por debajo de esta unidad. La continujdad de la secuencia, sin intermpcioqes de carácter erosivo, indica que lo-más probable es que las-diamictitas de la Formación

-.Cumaná no se depositaron en esta zoha del Altiplano. Aheriormente, las areniscas del Devónico superiof subyacentes a la unidad lutitica\mencionada fueron correlacionadas con laFormación Cumaná por algunos autores, debido a la presencia de niveles

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I - GEOLOGIA REGIONAL , , I

-L>-di$tribución paleogeográfica origina1,de los depósitos del el Àltiplano se encuentra modificada por l a ina que afectp a toda la región dprante el

(figura 2) . 'Durante este periodo, y como resu retrocabalghento de la Cordillera Real (Sempere et al., se formó en el Altiplano un complejo conjunto-de pliegues y cabalgamjentos de direcFión NO-SE y vergencia al shoeste. La marcada-imbricación tectónicà del orógeno andina en Bolivia-ha

tectonoestràtigráficos limitados por g@ndes falas LSempere et-al., 1988), con objeto de fa$litar el estudio de las-diferentes unidades

entre ellos. Dentro de este esquema_estructural;las diamictitas de la

d PlegTda y Corrida'de Huafina" (figura 2) formando parte de upa secupncia del-Ordovícico superior al Triásico inferior que registra el rellelno &e una cuenca de trasarco (backarc basin) de dkeccióñ noroeste, originadi'durante la evolución del margen occiden@ de Gonawana (Sempere, 1989, 1990), y qué-Qcupaba Pèri, Bolivii, y el norte de Chile y Argentina. En otro trabajo dentro-de este mismo

- volumen, Isaacson y Díaz interpret& la parténorte de esta cuenca dS trasarco como una cuenca de ankpais (&ruarc foreland basin).

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I llevado a la definición' d e unä serie d e dominios deform-ados y pseudobrechas. Díaz & Isaacson (1991) y Díaz (1992) - /

,Ïeinterpretaron estos niveles como resu1tado.de deslizamientosL - I

- i sinsedimentarios por ineshbilidad tectónicp asociada-+ desarrollo de

Central&, tafcomo la describen Isaacson & Díaz en este mismo-

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i pre&ntes en cada lfno de estos doplinios y las relaciones ekisfentes

Formación Cümwá estudiadas en este trab?jo &íoran en la "Faja yolumen. , _..

la cuenca de antepais del Paleozoico superior del norte de los Andes -

En AnGrainles y Yaurichambi (noroeste de La Paz), los depósitöc -transgrFivos de clima cálido del Carbonifero .sup&or (formaciones Yaurichambiy Copacabana, del Grupo Titicaca) yacen-sobre una discontinui&d de carácter erosivo encimqde se&ëïítos devónicos: - En estos lugares,,el Carbonifero inferior y-Devónico superior fue erosicpado durante ,el Carbonifero medio (Díaz,- 1991). En el si Calamma, al sur de La Paz (ver figura l), la Formación --

- _ - - t - , .( y _ - - - ' c 1. ora'dehuevo en !a base de la secuencia-del Carbonifero -. infefiÖr\ (Grupo Ambo). En esta sección la unidad diamictítica i

d&za más de-130 m y presenta similares c~actèrísticak a las del? zona-del lago (Cherroni & Suhez, 1968). EnJa regidn subandma-de %

Bolivia afloran, o se observan en profundidad, unidades de diamiCtitas.de similar edad y caracterisJicas que l a Formacidn Cumana Formación Toregua en el Subandino norte, y formaciones Itacua yiSqpur6 en eLSubandino centro y sur (Sempere, 1990).

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/ - En la Península de Copacabana, esta secuencia del Paleozoico se limita: depósitos ce1 Dev&nico al Pérmico. El Devónicp consiste en lutitas i areniscas marïia? d&posi%adasen unà plataforpa siliciclástica someza, y qhe muestra facies-de oflsfiore 2 shorefme (neritic0 profundo a somero) agrupad-as en varios ciclos de

-- profgndización y somerización. Las lutitas subyacentes a la Formación Cumaná pertenecen a la Formación Culpacucho del

- Devbnico superior, y consisten en'depdsitos de oflshore (neriticos profundos) con laminaci&, koturba2ión y frecuentes turbiditas

inferior (Formaccón Kasa) fnterpretada como- resultado de Aparte ya mendiongas ten numerosas rqferencias a las progradaciónICostera y ,desarrollo de un complejo de abanicos' d$&&itds de la F o r m a c h ná en l a - l i t e r aha geológica deltaicos (Díaz e; al.,4993b)-que regispa- el levantamiento'gel área- boliviana., :Fn el AltiplFo, Oviedo (1363) menciona hasta siete

. fuente hacia el este, con el hbsiguiente relleno de-la cuenca del niTeles diferentes de diamictita en la Península de Copacabana, Altipl&o cöetáneo con laiëgresión delCarbonifem medio. - - aynque sólo el ?e mayor espesor, sitúado en la base, puedesse;

interpretado como estrictamente g l a c i o m e o (Formación Cumaná); -En relaci& a lä nomenclatura litoestratigráficalocal, la diamictita Los otros seis niveles de diamictita están incluidos en la

ha sidÕ%adicionalmente inclÙida en lä Formación Cumaná>definida Formac_ión -Kasa suprayacente, y se interpretan en su mayor parte originalmente paraLincluir todos lo%-depósitos del Carbonifero , como flujos en masa por gravedad,--de tipo subácueo, asociados inferioTde1 lago TiGcaca-(Ascarmnz &. Radelli, 1964). Uga Tevisi& ã ambientes de p:odelta (Díaz, 1991; ---Día? & Lema, 5991b; reciente de este trabajo reveló varias incongruencias en la definición Díaz ef al., 1993). Estas diamictitas de edad Carbonifer

establecidas pÒr Oviedo (1965) son más apropiadas (Díaz, 1991; encuentr& también' en la *la de Cumaná (Orellana, 196

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A TRASÁJOS - ANTERIORES u

_ - - diluidas. Las diamictitas subjracen a una secueneia del Carbonífeko , ' J -

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- de esta unidad, sugiriendo q v las divisiones estratigráfica? inferi& (Tour?aisiano y "Viseano) de- la Formación G a -*'

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. . Calvo, 1981), y enalgunas ocasiones. han sido confundidas con la ("plegamientq pseudotectónico") .con desarrollo de dlivaj,e y

idcpngruencia): Estas mismas heaciones lian sido 'también descritas como es&as glaciares (Sempere, 1990; J. Ponce, 1990, com. pers.). Sin embargo, el análisis detalladó de estas.estructuras en Calamarca demueska su caracter estrictanilente tectónico y relacionado m$ bien con la fracturación y deformación tectónica andina,asociada a l a Zona de faKa,que'frans'curre a lo largo dei p,equeño-valle m'que se encuentra el afloramiento &de las,-diamictitas, en lugar de' la ~ a '

.interpretación anteriormede menciónada.

. - I lineaciones paralelas a los ejes de-lo-s pliegues'(0bsérvese l a , , .'- ',- - . J

i Formación Cumaná. . '

. - . . La mayona de Ids estudios realgados sobre la Formación Cumaná

confirman su carácter glacigénico, principalmente basándose en la presencia de clastos estriados,-que en'ocasiones también se.. encuentran' facetados y pulidos (Blanco, i9'63; Oviedo,' ,1965;

'Urdininea, 1968; Cjherro.ni.& Suárez, 1968). Blanco (1963), en la secuencia que describe en el extremo sudorienta1 'del lago Titidaca, menciona un-h.wizonte de dicgnictita en la base del Carbonifero, para

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Llastos de Cuarcita y granit6 pulidos y esGiados, y7'peqÚeiíos canales . * - ' Todos los .autores que han estudiado la FÓrmación.Cumaná y ondulaciones". Oviedo (1965), en su estudio;,sobre la geología. de , coinciden',e ' ' observai 'el,,carácter. polimíctiyo (sedimentario, la, Península de Copacabana, menciona esta unidad enla.base ,del metasedimentario e ígneo) de los clastos de la diamictita-:,Las Carbonifero constituyendo la parte ihefior del Grupo Ambo, y en -. composiciones más frecuentemente .mencionadas son.-arenisca, ..

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. . . ' ._ . .. el que sugiere un origen fiuvioglacial, b.asánd0s.e-en.la presencia de,

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ella encuentra clastos de cuarzo y granito2de hasta 50 cm de diámetro. Urdininea (1968), en su estudio de 1: geologîa de la Isla del Sol, menciona diamictitas de origen glaeiar en l a base del Carbonifero, en las que-encu7ntra clastos de cuarzo, cuarcita, pizarras y granito, algunos de ellos pulidos y e&iados. Cherroni y Su&ez(1968) mencionan esta unidad en l a basè-dei Carbonifero del sinclinal de Calama$a, en lã que encuentran cl&tos estriadp de

< s arenisca, cuarzo, granito y cuarcita. -

- \ - Eh cuanto a la Formación Cumaná en l a localidad tipo

cuarcita, pizarra/lutita, cuarzo y granitoides. Lohmann (1961) incluye una'de&ripción de clastos de granztoides del mencionado

' afloramiento'de Calaniarca, atribuyéndoles hn "origen-mdtargirfico- metasdmático". Al mismo tiempo, insiste sobre, so disimilitud respecto-a los granitos de la Cordillera Real y sugiere que Los plutones dé proc\eden%a pGdrían encontrarseibajo la cubierta

' sedimentaria< del Altiplano. Aunque todavía no 'se ha realizado el análisis geoquímico y datación absoluta d& estos c l a s t q la- interpretación de estos cla,stos de granitoides como procedentes de - antiguos plÚtones precámbricos y/o del Paleozoico inferior o medio t - - - - - -

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- (alrededores de Cumaná, en la Península dei mismo nombre al - parece apropiada. , sudeste del lago Titicaca), plantea algunas comp1icac';lone: que -quedaron resueltas tras,la revisión de Díaz,(1991). Enesta localidad, Algunos estudios regionales recientes de la eCtratigFafía del .- el'babajo pioneto deiAscarrunz & Radelli ( ï964) desCrTbelas Paleozoico superior del Altiplano -de Bolivia interpretad lax 'diamictitas como la parte superior de lo qu& ellos llamaron Formación Cumaná como flujos" turbidíticos y depósitos' .--

diamictitas con las de la Formación Kasa en la Península de 1987; Marocco et al., 1987), o como depósitos g lac iom~inbs CoGcaJana, crearon una confusi6n que ha perduritdo hasta hace ' ;(Semperes_1990; Sempere et af., 19901, pero sin incluir en sus poco. También en la*P-enfns\da de Cumaná, Orellana (1968) trabajos la d_escripciÓn y aná$& sedimentológico detallado de-las

espesores menores de 10 m,.situadas hacia la base-del Carbonifero,

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< - i -. :yormación Cumaná. -Al%o asigriarcespesdres y correlacionar estas 'rèsedimentados relacionados con tectonism0 (Barrios & Beccar, \ + 'i

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- . menciona "/capas t!@cas intercgadas Con arekcas micáceas" con facies. =--. ' _- r 'i -I

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b - - " - . aunque no queda clara su;posiEión relativa Zlas otras unidades, ya

que no las incluye en la dekripción d_e la cokumna estratigráfica. $ * EDAD DE LOS DEPOSÍTOS

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'\ -- - Molina(l969),en su estudio de la qisma sección-de Cuma$ no

encon@ó ningún dep,Ósito de-diámictitas. Calvo (1981) menciona en, la,Península de Cumaná la existencia de tres niveles de diamictitas, aunqüe sólo 'describê-dos de ellos en la sección e:tratigráfica que.

casos (Orellana, 1968; Calvo, 1981), las caract&$cas y espesores de las diamictitas-que dgscriben las hacen eqsparables a las de la

~ Formación Kasa, lo cual demuestra que ninguno de los tres auctores local je el afloramiento que sirvió a Ascarrunz & Radelli((1964) para definir la unidad. -Ï,a raz& regiae en la geqmetría canalizada que presenta la Fo&ac&n Cumaná en esta lòcalidad, posiblemente rellenando un antiguavalle submarino durante su sedimentaci&, de _tal forma que-el adelgazamiento lateral puede- llegar a hacerla\ I desaparecer o pasar inadvertida (Díaz; 1991). '

. Las muestias'tomadas en La base de là Formac& Cumañá-en la sección de la Isla del Sol (figura 1) proporcionaron abundantes especímenes de microfósiles palinom_orfos, incluyendo Retispo;a % - lepidophyta y Umbellasphaerjdium saharicum (Vavrdov'i z-t d., -

.. presenta; situados hacia la mitad de la sèrie-carbonifera. En ambos- 1991; 1993), La presendia de estos,-dos taxdnes, junto con Hymenozonotriletes explhnatus, y 14 ausencia de Verrucosisporjtes nitikus, indica una edad Fameniano (Fa 2_c-d), palinozona PL - (pusillites-lepiduphy~yta), para la parte basá1 de ha ?ormación. El &&ter &completo del-muestre0 en esta localidad1 nd ha permitido - - e s ~ a b l e c e n m . l i n ~ ~ ~ ~ ~ ~ para la edad d e la diamictita. La

'datación relat<va de la_skcciÓn- de Mina Matilde (mencionada anteriormente)Tdonde desafbrtunadamente no se encuentra la diamictita, indica que ta';to el Fken iano como-el Tournaisiano están presentes en esta sección, sin ninguna interrupción

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1 E _-- seaimentaria marcada dentro_de las lutitas. - , - E-: . s casos, la Formación Cumaná ha sido confundida con " * - - I - la Formaci& Cancaíí@, del Silúrico ,inferior. Tal es'el caso de los

afloramientos situados a un kilómetro 'al este-del pueblo de Calamarca,.que LoEmann (1961) correlaciona con el "horizonte Zgpla"; y en los que describe estructuras glacitectónicas

En conclusión, la edad de las diamictitas de fa Fomación Cumaná es consideradaycomo Fameqiano sÜperior, sin que exista evidencia i

_sufuciente p&a establecer la edad'de su límite sqperior, que podría. situarse entorno- al límite Devóníco-Carbonifero 'o ser Toumaisiano

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ición de Ips principales domini& tectonoestratigráficos menciona'dos en eftexto . .\ - . _ ---- I

Fig. 2.- Mapa Lectónico Gimplificado de Bolivia con indici i ~ ... -. . .

.~ , (modificado de Sempere.'WQ). 1: Altiplano. 2: Fala piegaaa y, corrida de Huarina. 3: Cordillera Red. 4: T&ja--Te+pdnte. -

. . 5: Cbturonef&.plegamiento y cabal&mi.ento .del-Spbandinfj norte. &.Cinfurones de PíegGiento y cabaighiento del Subandho ce&&, v .

&ria: Escud brasileño:.Principalesibnasdefrac':~ " '. . - - 1- s.. f J

" . .> . - . (' de la Cormiers neai. ru., rrente de cabal

iura imitando los dominios: CANP, cabalgamiento andho principal. CCR, cabalgamiento - 2 -,

3:,,. T, * "-- " gamiento Coniri. 1

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realizadas des

la unidad, se-ha podido las-lùtitas eñ'tomo q los vedad e'n el sedimento

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1. Regef .

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~ 0 Mudstone L

. - m- 'congIh;ner?.e, -1 . . chaqnel lag

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3._Sedimentary structures :

=I'hdnations , W C&ss-+dding ' /

A current-ripples 4 wave:ripp1*es- , -

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. AA A Cllasts (wiih s iF 9 f symbol- propkqtionàl to.clast size) ,

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4. Grain SiZelI .I y{$ffl I - _

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- (width of diamictite log refers to - -m,: medium-grained-sand ' --. \

C : ag-gwe;d sand , G : gravel < - , --,

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Fig. 3.- C6digos de litofacies y sQnhblos para las estructuras scd@ntarias y texturas utilizadas en las figuras 4 y 5. 'Modifiicads de Eyles er d.( 1983).

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-- Retispora lepiabphyta y por Umbellasphaelzhrium sahascurn, sin que se pudiera, observar ningún \axón Carbonifero. La preservación selechva de los microfósiles de pared orgánica indica ud ambiente de alta energía en el que sólo las formas más robustas se conservaron (Vavrdová et a¿, 1991, 1993). La muestra también incluía un alto porcentaje de microfósiles de ongen continental subaéreo.

Asociación de litofacies 2\(AL2) r

La principal litofacie dentro de esta asociación consiste en diamictitas madizas soportadas por lã matnz (facies Dmm) con-

. granulgmetría variable enti;e arenisca lutítica y lutita arenosa, y clastos de tamaño-variable entre grava y bloque. Los clastos son más abundantes en esta asociación que en'AL1, pero los porcentajes de frecuencia composicional son similares. Estai asociación descansa sobre una supërfikie erosional ligeramente ondulada que parece disëctar la parte superior de la &l. Den@ de AL2 se encuentran también capas discontir?uas de arenisca fina a media, )maciza y gradada, con espesor entre 5 y 20 cm, lqinaciones onduladas irregulares, terminación lateral en forma de gancho y boudinage de tipo sinsedimentario, l o c a a l indica-la resedimentaeión y. deformación previg a la. litificacign y posición actual (facies Sm y Sd).?

1 -

, a ' f

c I ' Una característica de esta asociacickes la prese&ia de grandes

bloques de rocas sedimeqtarias [arenisca, conglomerado y/o diamictita). En la_s_seccion_es del noroeste, los blot&s alcanzan hasta 5 m de largo, aunque 'raramente exceden los 3-m. La presencia de estructuras sedimentaria&tales corho gradación y ondulitas_ de corrientè, en posh5n invertias indica su carácter resedimentado. En

L.

\

$1 INTERPRETACION DE LAS ASOCIACIONES DE FACIES

Asociación de litofacies 1 '

La granulometria y estructuras sedimentarias de &lp la presencia -de concentraciones variables de clastos d e gran tamaño orientados aleatoriamente dentro de la, matriz de pizarras, algunos de ellos claramente glacigénicgs,y la evidencia d e mezcla de restos ofgánicos fósiles marinos .y contjnentales dentro de la asociación palinológica, indican en conjunto sedimentación marina a partir de material en suspensión uyida a aportes esporádicos de detrito transportado por masàs de hielo flotantes (icebergs). Muchos de los trabajos sobre sedimentación glaciomarina publicadns durante la Ú l h a década (vejpor ejemplo Molnia (1983) y Brodzikowsky & Van Loon (199 1) mencionan, tanto para ambientes glaciomarinos modernos como para los antiguos, facies de grano fino macizas y laminadas (facies Fmd y Fld) similares a las aquí descritas, originadas como resultado de la decantación de arcille y limos a partir de sedimento en suspensión procedente de,las aguas de deshielo subglaciares que entran en el ambiente marinp.

\

'- ,- La alta variabilidad-en la orientación de los clastos, que en algunos

cabos'muestran elevados buzamientos, coincide G n lo observado por Domack & Lawson (lP85) para facies, glaciomarinas originadas por transporte de lasfacies gruesas edsobre masas de hielo flotantes. EI aumento del tamaño y frecuencia de los clastos hacia arriba en la sene indica un progresivo aumento de la-velocidad de deshielo y/o de iä separación de las'masas de hielo (iceberks) en-el frente del glaciar, resultando en un aumento de la velocidad de sedimenfaoión por este modo de transporte. Lasdelgadas capas de arena (facies Sm . . . .~

las secciones más sudohentales .(PenGsula de.C&aná y -sobre todo . '.y Sd) poeian, registrar coirientes episódicas como resultada de en el sinclinaÍ de CalTarca) es posible. observ&-como grandes __tormentas o Qeberse a v&aciones en el flujo, de sedimentos. Los" capas -de arenika y\cuarcitALinterc&das entre las-:dia@c@as se . depösitos subyacentes del Devóiïco: supe@&. (Formación

Colpacucho) q.'supraiacentes' del Carbonifero' inferior: (Formación ' :K&a),en el Altip@Eo$anbido interpretados como originados 'en un

las . i .- . . tormentas (Diaz et, al.; 1993a;,i993b)..La-descarga relativaniente

i. .. '-'èncÜentrart~fracturadas, algd deformadas .y ¿b&lîzadas, okginando;:

"'gigante&os bloques con espesores en"&asiones de más de 3'0%. y ! - , . - ' , !

i I _ a . . .longitudes superiores a ao$ 100 m, como-$&me%ionaba @&finaì del , ambiente &e plataforma siliciclástica 'dorn@&a por :l oleajé

I_ . rápida d e grándet cantidades del material transgortado .por'las masas apartado-anp+oi( I ',. . .I - -. - --i

: . ' \ ' i ' . ' . : .,,' ' ci' -

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1 .. .- . .;. ., . . . 1 ... , . c .-

+ '" -. 'Loi excelentes afl$arnientos de.la,rsla. del Sol, e Hinchaka de hielo podría-giginar la, defoimacjón 2,. .. y rem$vilii'ación'del.- . .. . . ..

. (PenínsÜla de Co~acabana).:pe~mitleron ob2eryar una ligera sedimento blandõ yen& cqnsoliii'àdo. . ! _ - I .

. , ,/: . . 2.l . i grad&%n%iversa d&'los clastos $J blo,qies, defGtendo varios cuers i . . ._ .., , . ,. L. ! .

, - ~ I

i- .. A _ . 1 ' . o litosomas depos&.cjonales dc entfe ¡O:,y u m de espesg.,un.,la - La presencia d e clastos..y blqqutd. angul'os&-de litohogías sección de Hirichaka parecen-reconoc+e tres cuerpos, y do_s cen rá-. . .- -relativamente re'sistentfs a l a ,abraFión glaziar (granitö .y 'cuarcita) sección de laIsla del Sol,(figdras 4 y3). ' , - - ( " . : ' ingica que s e trãta de %na glaciación, de tip.? api& '(glaciares de

. meseta.y/wválle, en o,,sición a una;glàciación ge tip ytártico, con , extensos glaciares toimando un casque& de hielo). E& clasCosise

. , y . . . "? _ . .. -- - . . habrí,an originado comö-resultado d e la ielifracción' y. procesos de Esta aso.ciaciÓn presenta conglomerados gr&ahós y-macizos. . ;laderä en los nunataks 'y la'deras 'd: ¡os-lailes en el área de

,(facies.Gg y Gm) en cuerpos lenticulares delgados (no mi+ de 1 m) y. .' procedencia, quedandÖ,-posteriormenre atrapados 'en 'e1 hielo del

- predominante eside .qenisd<s con estratific&ión'cruzada y ondulitas . por'corrientes, tractivas de. l as aguas-de deshielo en..glaciares . ..L. ,y .

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j - . .

' Aso@aciÓn de lkofacies 3'(A&3) --.:

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clastos hasta un tamañoflmáximo de :'15 qm, -aungue la 1itofacie.s .. glaciar. Los,clas I t ! o-s redondeados 'A 'I. se habean originadopor transporte i . . . .

(facies ,St y kr), y d i d c t i t a s soportadas .por. la natriz y mac'lzas o . , subglaciares, Ó.;ecicIados dB sediníe&os anteriores. '5. . - : ~. - i : . . . - -

, " / ; ' 'con,estraJificaciÓn irregular (facies- Dmm y Dms), en capas

. entre -AL2 y.AL3 suele ser bastante mar.cado,:de tipo erosional e . --

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' .. ;,. . ' gerieralmente,.dklgadas de escala-decim&ica a méhica. .El contacto AsohiaciÓn de'litofacies 2 iAL2) 7 . ..

' 'Y' ':' .~~ r ..-. . .

. . 7 5

1

indicado por un.conglomrado basal y el de*ollo loc de cai-ga y evidencia de ines[abilidaQel sedimento: 6l obsekarse en la'sección de 1a:Isla delSol. . '. . , - .

hÙellas . El comportamienCo 'plfìstjco asociado a l a dekrmación dk -14s puede'-:;.'sedimentos blandos' (boüdinage sedimentario, lÓbu)ls, y-pliegués de

%deslizamiento, etc.)'.de las \ 'ca P ' as de" arenisca, -y la evidencia ae

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364 <- . .

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REVISTA TECNICA DE YPFB, 15 (3-4) : 357 - 372, DICIEMBRE 1994 I . . . -,

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FACIES

Fí Fm-

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Subglacial- meltwater , outflow

(underflow currenti) ~

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- Sediment gravity flows

(kbaqumbs debris flows): .i - .-

. . . . . - y . i ... . . . . - ..

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Suspend& sediment

-. Offshore shelf' -dep&its

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ig. 4,- Columna estratigráfica representativa de la sección-de Hinchaka (Ver SituaciÓrLen f i k a 1) -. '- . , j .- con.I&asoc?acionés &e litofadies observadas y su interpretación. Lqyenda en la figura 3.. ,. , . , i ,

?. ~ '. 1 . _ a ~. - _

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ENRIQUE DIAZ MARTINEZ ,. -. - I L

resedimentación en los bloques deslizados, se pueden explicar en conjunto por procesos de flujo del sedimento por gravedad. Bas

AMBIENTE DESEDIMENTACION Y MODELO DE DISTRIBUCI~N DE FACIES

diamictitas macizas con abundante'matriz (facies Dmm) y otras La integración de las tres dsociaciones de-litofacies dentro de um facies asociadas seríanel res5ta;do de flujos de detrito subácueos. Se solo aplbiente deposicional indica que la Formación Cumaná han descrito depósitos similares de otras cukncas del Paleozoico representa un Único avance y regocesb generalizado de los glaciares superior en Sudamérica (López Gamundi, l987), que ya fueron sobre una cuenca de plataforma continental siliciclástica somera descritos con anterioridad por Frakes & Crowell (1969) y Frakes dominada por el o l e a j e y las tormentas.' La AL1 registra el et al. (1969). El trabajo de'estos autdres dió lugar durante los años progresivb aupento d e lbs clastos transportados por el hielo,- 60 y 70 a discusiones sobre el origen glacigénico o no d& estos ' probablemente i'ndicando un aumento d e los bloques y masas de depósitos. López Gamundi (1984, 1987) sugiere un posible origen hielo flotantes sobre el área de sedimentación como resultado de la como flujos en masa subácueos reladiongdos con la pendiënte progresiva proxinudad del frente de los gAaciares. Según continuaba deposicibal de los depósitos proglaciares. Estos flujos se originaron el avance de los glaciares hacia el interior de la cuenca, el área de por una disminución del ángulo crítico-(án&o de fricción' intema) sedimentación comenzó a recibir sedimentos por flujo de gravedad debido a un aumento de la-presión de fluidos en los poros del (debrispows), resedimentadoSra par& de la zona inmediata al frente sedimento shturado en agua. ljl mismo tipo de inestabfiidad asociada del glaciar debido a la elevada tasa de sedhnentación presente en esta a sedimentos glaciomarinos se puede dbservar hoy-en día eo zona y 1% elevadas pendieñtes deposicionales que r6Tultan de ella .

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plataform& continentales someras con mÓderadas.pendied? (0.5 á I (Dre&!y, 1986). La iñestabilidad de los skdimentos y los flujos por 1.30), como las del Golfo de-Alaska (Schwab & Leef1983), y en, -gravedad se originan en, esta zonapor el rápido aporte de sedhentos

asociado con la ablación y deshielo'gradual del frente del glaciar. Los depósitos por flujo de aguasde deshielo subglaciares de la AL3 serían@!onces el rephdo,clel aumento de la velocidad de deshielo del glaciar y el4njcio de su retroceso hacia laks ta .

3 plataformas profundas con mayores pendi5ntes (>50), como las de Ia i' platafbrma del continente antá+co (w&ht & Anderson, 1982;

Wright et d.,( 1983). Los modelos basados en e1,anqisis empirico'de flujos de-sedimento kor gravedad muestran una clara relación de-

gëgeralmente según la dcstdncia, porcentaje de agua y-granulometria, La.secuencia general de- avance del glaciar sobre el área de, desde la. fase de deslizamiénto y c a i e d e bloques, a lóbulos de __ sedimentaciónAabria lleva2g a cóntinuación a la presencia de fa"ces deslizamiento, a flujo de detritos, y a-cqrrientes d é turbidéz de alta y carayterísticas de depósitos subgla s, tal como se mencionó al, baja densidad,cuando se alcanza la fase líq&da, que puede llegar a final del ap6tado anterioc @o s ncía de la zona de-estudio alcanzar la fase de flujos en suspensión (Wrigh't ,& Anderson, 1982). sugiere que el frente d e los glacidks-no'alcanzó el área de- La AW'mueska evidencia de l& primer7s fases del flujo en masa ,, sedimehtación.

últimas fases de este tipo de flujos. .

l

- - - - - continuidad-entre los diferentes tipps de floja, diferenciados 1 ' --

i.

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por gratedad, sin que se haya encontfado &idencia clara de las * -1. 1 -- - - _ - L%presencia ds superficies' erdsionales que limitan cada uno de

-10s depósitos de flujos en masa <e la e 2 y los separan de la AL1 Asociación dqlitgfacies 3 (kL3) - . +- indica -qw la sedimentaci estos desliz+entos fue episódica - / - . - - ; y , ' _'- La'esc+a_-Aelección* aë1 indica_Ûn\emplazamiento rápido de 5

- Las conglomerados lateralmente discontinuos con geometría I estos-deslizamientos y sólo una mínima oporhmidad.de los procesos can-dizada sB interpretan como resultado del de@sito Ge la cargg de marin9s p a r a retrabajar el-sedimento. L a excáva:iÓn de las fondo dL copientes- tractivas. Estos sedimkntos 'pqocederían del irregúlarida'des en-estas superficies podría haberse iniciado por flujos retrabajamiËnto y, selección Fòr estaccorriePtes de las diamictita? profundos de las aguas de deshielo subglriciares, o por corrientes- subyacente;, ylo de descargas del agua de deshielo a k a n velocidad, submarinas dei tipo geostrófico quehabfían servido d$ cauce para la- procedentes de las salidas de los túneles-subgl~ciares. La bajrt-7:' distribución de los flujos de detrito. Como posibles.causas para la

n. suspensión hace que inestabfiidad, &sedimentacióñ y acumulación de las @unictitas de la estas_aguas alcancendensidad que el agua de mar, aAL2 se pgede contar- con: a1,acentuación de l&-p>ndiente originando come&tes profidas de graqcapacidad tractiva y ero&, deposicion_al, b) grandes descargas de 'aguas de-dkhielo d

i especialmente dkrante los períodos de deshiélp catastrófico Las -&taskófico, cl tormentas y sobrepresión originada por el ole litofacies arenosas de &ta aso6iación se interpretan tcambién como Ias tohentas , d) erosión, ablación-y' deshielo del frente de los

. ' depósitos origihados por-el-flujo de las agua! de déshielo glaciares, e) cambios relativaments rápidos del nivel del mar, y f) subglaciares, como puede observarse direct&ente _sobre la AL2 en , terfemotos asociados a inestabilidadJectÓnica.

' - . (1981) y DreBry 11986) describen procesos y' fäcies3imilares 'En cuanto a las lentes_d_e conglomerados dela AL3, en este trabajo próximos al ?rente del glaciar en-glaciqes modernos ,de la Antártida. se propone que están relacionadas con el flujo en profunhidad de las En cualquieT caso, a pesar d e la aparentemEnte-progresiva aguas de ;deshielo subglaciares, lo cual significaríauna relativa pioxhidad del frènte de los glaciares, por el'm3mento no se han- proximidad el frente del glaciar a l área de sedim&ntación. Las encontradÓ.&.trÙcturas glacitectónicas, ni pavimentos de &stÒs I figuras 6 y 7 resumen ge'form3 esquemática el modelo de estriados que aport* evidencia para a i r m a r que'los ,$laciares ~ distribución de ambientés se@n.entarie para la,Formación Cum&á, alcanzaron el áreade sedimentación.

- -

.. - 4

\. - I' ' tëmperaha elevada carga de

k-

la-mayoría de las secciones (ver figuras 4 y 5). Drewry & Cooper , - -

. . -

-

- . - con indicaqión de las relaciones laterales propuestas pãra las - - ' * asociaciones'de litofacies descritas _anterjormente. Según esté

v

\ modelo, ì'as facies del noroeste serían p á s didales que las que - I %I - -.I I . . . _ I

-- . , afloran-$,sudeste. Sin embargo, teniendo en cuenta (1,) la -- ( -

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REVISTA TECNICA DE YPFB. 15 (3-4) : 357 7 372. DICIEMBRE' 1994

FACIES

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Sm ,Sd . Dmm

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(underflow çurrents) I

(subaqueous debris flows) 1 - i - - .

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Suspended-sediment 3

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Offsh6ke shelf deposits

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1 Fig. 5.- Columna estratigriftca representativa de la sección de laIsla del Sol (ver situación en la figura 1) f

/ - . - con las asociaciones de litofacies observadas y su interpretación. Leyknda en la figura 3. i i .i Y

367 -1, ! !

' 1

. .

ENRIQUE DIAZ MARTINEZ -

'I ~ distribución alineada de los aflornmientos en el Altiplano, (2) la

ausencia de otras secciones estratigraficas que sirvan de çontrol para determinar las variaciones laterales de facies hacia el nordeste y

para esta unidad en &-secciones estratigrificas del este y norte favorece la idea de que el área fuente de las diamictitas'se situaba hacia el sur.

-l

, ' - sudoeste, y (3) el consi_llerable acortamiento tect6nico que ha sufrido .Y

la zona durante el Cenozoico, nodes posible establecer con seguridad ~MPLICACIONES PALEOCLIMATICAS ~

hacia donde se situaba el área de procedencia de los glaciares,,del ~

'que unicamente se puede-ahmar con certeza que no estaba hacia el norte ni liac'la el noroeste.

'

Lbs depósitos glaciomarinos de la Formaci611 Cumanfi del Fameniano superior del Altiplano, al oeste de Bolivia, constituyen nueva evidencia para el episodio glaciar del Devónico superior en

Las areniscas medias a gruesas y diamictitas intercaladas en la SudamBrica, que.ya fu6 propuesto por Caputo (1985), Caputo & -secuencia Tournaisiano-Viseano suprayacenie (Formación Kasa) Crowell (1985), y Veevêrs & Powell (1987). A partir de la_iecuencia muestran probable evidencia de quela actividad glaciar-continu6 e n , d-e facies presente en e2ta unidad y su escaso espesor se puede el área de pjocedencia despuBs de que los glaciares se retiraran de la $educir un ayance y retroceso general'de los glaciares en la zona de cuenca de sedimentación. La Formación Kasa se inte$reta como + estudio. Recientes estudios de sistemas glaciomarinos modemos y dep6sitos deltaicos de sistemas á!uviales de tipo braided situados en 'antiAuOs permiten diferenciar en estos ambientes estilos la zona proglaciar distal de relieves montañosos con glaciares deposicionales de tipÓ polar, subpolar y templado (Crowefl, 1988;

MoIdia, 1988; groçlzikowsky & Van Loon, 1991; Matsch & (proglacial outwash hrafded dhtaic systems).

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3 -Ojakangifs, 1991). La frecuencia de clastos rddondeados. el aporte.

I flujos en masa por' gravedad, la abundancia de clastos caidos

Para la recdns<h'cción p&eo.geogrBfica de la c,uenca del- dep6sitos de lsalida de agugs de deshielo subglaciares>odos éñ Paleozoko superior de los Andes Centrales es de may& ,importancia . conjunto indipan uha masa de hielo de b y e "hÚmeda/c5lida" y un l,a identificacidn del área d e procedencia de los clastos de la ' probable ambiente diamictita.-La cuenca Paleozoica de trasarco de los &des Centrales, , , de dirección NO-SE (Sempre, 1989) estaba limitada'al odte por el A pesar de la escasez de sed'mento transportado por masas de &Iacizo de Arequip~!Jsaacson;l975) $con un arco magmático del ~ ' hielt, flotantes (icebefgs) en el modelo act@ de sedimentach -.

' ,Paleozoico inferior5 medio so_breimpuesto (Mukasa & Henry,, glaciar templada del-Golfo de Alayka (Molnja, 1983,1988), los 19.901, y al yte.por el escudo 6rasileño. La eSolución de es,t_a cuenca modelos te6ricos de sedimentacibn POI' icebergs "mdican'una elevada estuvo temporalinente afektada-por el llamado "cinturón- tssa de sedi"entaci6n.de'este tipo pkra ambiente; glaciares eohercínico" del-Fameniano al Viseano (Dalmayrac et al., 1980: -'templados, (Dowcbwell, 1988), lo cual @rece se? el caso-para la , Sempere, 1989, 1990). El angisis de la procedehcia de lö; clastos de - parte infercor de la Formación Cuma& hacia el noroeste (figuras- -

- ' granitoide presentes'en là diamictita apgtaría inforqacien sobre los 4 a 7). Este &biente templado, de latitudes medias a altas, relieves möntaiiosos existentes-durante el p e ~ o d o de sed,imentaci6n i, -concue& con las reconstrucciqnes paleogeogrficas de GoFdwana de esta unidad. El tamañode'los bloques'cde hasta'más d e d o s 'para el D,evbnico superior, en las cuales ?,sitúa el AJtiplano de

(de bajo grado metamórfico) podrían haber conservado la composición geoquimtca e isdt6:fca origini1 en bl. núcleo de los

esjudio par3 resolver-este problema, lo cual deja tres Breas - potenciales para su procedencia: (a)- el "cinturón eohgcígiço" que ' La sebimentologfa, palinoldgia I~ k6lisis de clastos,de la unidad

. ',limitaba la cuenca hacia el este (Sempere, 1?&7; 2faz et a1.,-1993), de diamictitas (?macian Cumaná) situada en.$fbase del Grupo; - (b) el arco magmAtico o "fGa-xruptiva de M'Puna" del-Paleozoico ,Ambo (Famenianoiuperior a Viseano) del Altiplano de Bolivia ha - -infirior del norte de Argentina (C&a et al., 1982: Allmendinger et ' al-, 19g3), bcluida su extensión hacia el no-rte dentro de BofivizG, por lo tanto al sur de la zona objeto dceste estudio), o (cj el'Mãcizo de-Arequipa, con Ùn arco magmático sobreimpuesto, häcia el oeste (Isaacson, 1975; M u F a & Henry, 1990).

- I IMPLICACIONËS PALEOGEOGRAFICAS Y epis6dico de sedimenqs por "@umas" de sedimento en'suspensión y . . :- PG~LÉOTECTONICAS

- - ' (cadilitos o dropstones),.la frecuepcia de clastos estriados, y los - a.,

1

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temp\ado,, -

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/ - ' metrqs en ja Quebrad3.de, Chamacañi) y emplkamiento geglógicdc Bol! ntre-55-y 650 de latitud s& son & Sablock, 1989,- __ . - / - , - 1 . i -

1 - ?-- - \

199 - ,bloques. Sin embarg6 por -el momento' no_ se ha' redizado ningún - -1 I CONCLUSIOJV' < r "

1 -.. 9 - . A -_. - -

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--,

o reconocer un avance y retrocesagenera1 de los glaciarÈ3 cuenca-ael Taleozóiço superior de los Andes Centrales

rglacionado con el prinier episodio glaciar eñ Gondwàna durante este - periodo. El estilo dk sedimentación establecido a partir del &lisis_ dB facies indica que se tratÓ de un ambiente glaciar templado (de" basehúmeda), cn condord&cia con la latitud que se eigna a la zona

El ambiente nerítko profundo de plataforma siliciclástica que se d_e estudio en las recowtruccionesrpaleogeográficas de Gondwana. atribuye a las capas inmed_iata&nte por debajo y'por e)cIina de la , S$ h'a identificado como posible kea de procedencia de los clastos Formacidn Cumaná (parte superior de la Formación ColpacucEo y ,<en la qiamictita el arco magmábco de la Puna ubicad;; hacia el sur:- miembro inferior de la Formacidn Kasa, respectivamente( implica ' El anAlisis secuencial y deslas asociacìbnes de litofacies presentes en

'que al-mismo-tiempo-que se depositó esta unidad en la zona ' la-unidad de diamictitaskdican la presencia de tres subambientes. estudiada, estaba teniendo lugar sedimentación en las zonas d8posfcionales principales como resultadõ de la proFadación proGm$les,de la &denCa-cercanas a la cdst'a, con un? mayor' progresiva de-los-glaciares y sus ?pósitos sobre-la cuenca,de velocidad de aeumulación de sedimentos (Po@ll, 1988, 1991). La 'sedimentaci6n,_seguida de2u posteribr deshielb y retroceso hacia los -

- ausencia de las correspondientes facies y espesores de &dimentos Selieves *mon_táfbso de los que procedían.-Esta nueva localidad del i - ,

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oeste de Bolivia,-.en los Andes Centrales, confirma anteriores reconstmcciones paleogeográficas y paleoclimáticas de la zona para

CAPUTO, M.V., 1985. Late Devonian glaciation in South America: Palaeogeography, Plilaeoclimatology, Palaeoecology,, 51 :. 291-317.- I

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