Sistemática y bioestratigrafía de los nanofósiles calcáreos del Cretácico del sudeste de la cuenca Austral, Santa Cruz, Argentina

Abstract

La denominación nanofósiles calcáreos reúne una cantidad de restos de organismos no necesariamente relacionados filogenéticamente y es más bien un término técnico antes que biológico. Se aplica a un grupo de fósiles que presentan un registro geológico que va desde el Triásico Tardío hasta la actualidad. En busca de una definición más precisa se han propuesto una serie de nombres que hacen referencia a los diferentes grupos de nanofósiles calcáreos y organismos relacionados. Las diferencias entre estas denominaciones son a veces confusas y algunos autores las usan en diferentes sentidos o no las usan. Se definen a los Nanofósiles calcáreos (Calcareous nannofossils) como fósiles de composición u origen calcáreo con un tamaño menor a los 30 micrones. Esto incluye una variedad de organismos fósiles como dinoflagelados calcáreos, espículas de ascidias, foraminíferos juveniles, cocolitofóridos y formas afines. Los Cocolitofóridos (Coccolithophorids) constituyen la fracción más importante del nanoplancton calcáreo o nanofósiles calcáreos que corresponde a algas unicelulares flageladas pertenecientes al Phyllum Haptophyta, Clase Coccolithophyceae. Cuando se refiere a los fósiles, éstos corresponden a los restos esqueletales calcáreos del alga y pueden preservarse completos formando cocósferas o más comúnmente desagregados en forma de cocolitos individuales. Los Coccolithophyceae son típicamente marinos, se desarrollan en general en mares de plataforma, en la zona fótica, en aguas oligotróficas, de salinidad normal y temperaturas tropicales a subantárticas, aunque algunas especies demuestran tener un rango de tolerancia muy amplio en cuanto a temperatura y salinidad, a prosperar en aguas oceánicas e incluso existe al menos una especie bien documentada que se desarrolla en aguas continentales. Los factores que preponderan en su distribución biogeográfica en mares actuales son la temperatura de las aguas superficiales y la disponibilidad de nutrientes, lo que se refleja en un patrón de cinturones latitudinales anchos en los que a medida que nos acercamos a latitudes bajas la diversidad aumenta. Estos cinturones latitudinales conforman cinco zonas biogeográficas con límites difusos y solapados, controlados por las corrientes oceánicas y variaciones estacionales. La evidencia del registro geológico sugiere que los cocolitofóridos han tenido en general las mismas tolerancias ecológicas a lo largo de toda su historia y en consecuencia los mismos patrones de distribución biogeográficos que los cocolitos actuales, lo que permite realizar aproximaciones muy confiables acerca de las condiciones paleoclimáticas y paleoceanográficas en el pasado. Datan de la década del 50 numerosos aportes de los nanofósiles calcáreos a la bioestratigrafía, utilidad que quedó claramente demostrada con el inicio del Deep Sea Drilling Project (1968-1983) y posteriormente el Ocean Drilling Program (1985-presente), con el desarrollo de biozonaciones de alta resolución. El objetivo general de esta tesis es el estudio del contenido de nanofósiles calcáreos en las secuencias marinas cretácicas del sudeste de Cuenca Austral y combinar la información obtenida a partir de ellos ampliando los recursos bioestratigráficos para alcanzar a futuro un modelo completo y generalizado de la historia geológica del Cretácico de Cuenca Austral. Se reconocieron patrones de distribución vertical y vi horizontal que proporcionan las bases para el establecimiento de un modelo bioestratigráfico y paleoceanográfico para este sector de la cuenca. Este modelo servirá como herramienta de control auxiliar articulando con otros modelos bioestratigráficos ya establecidos para la cuenca basados en otros organismos fósiles, como los foraminíferos, los palinomorfos y los amonites. La Cuenca Austral o Magallánica se extiende con una dirección NNO-SSE en casi todo el sur de la Patagonia al sur del paralelo 47º S, comprendiendo las provincias de Santa Cruz, Tierra del Fuego y una reducida porción del Chubut en Argentina y la provincia de Magallanes en Chile. Es una amplia cubeta sedimentaria, generada a partir de los movimientos diastróficos ocurridos a fines el Jurásico y colmatada con sedimentos del Cenozoico temprano, cretácicos y jurásicos. El estudio se concentra en las muestras de cinco pozos de exploración cedidos por la empresa Petrobras-Energía S.A. que representan dos transectas en el área sudoriental del sector argentino de la Cuenca Austral. La primera de orientación sud-sudeste - nor-noroeste que según este orden queda conformada por los pozos PC. SCA. CR-1006 (Cerro Redondo), PC. SCA. SRC-9 (Sur Río Chico), YPF. SCA. CSo. e-49 (Cañadón Salto) y PC. SCI. SCA. CB-1001 (Campo Bola). La quinta localidad, el pozo YPF. SCA. SLo. x-1 (San Lorenzo), configuraría la segunda transecta, que se dispone en sentido sureste - noroeste con respecto a la localidad de Cerro Redondo. Se estudiaron 377 muestras provenientes de recortes de perforación y adicionalmente se prospectaron 125 muestras de superficie en diferentes localidades del sector cordillerano con el fin de correlacionar ambos sectores de la cuenca. En el procesamiento de las muestras se utilizó la técnica de decantación por gravedad que es razonablemente expeditiva, muy fácilmente repetible y logra una buena concentración y lavado de los nanofósiles calcáreos. La muestra de roca se rompe mecánicamente en un mortero hasta obtener partículas muy finas de sedimento. Ese sedimento se coloca en frascos con agua destilada, en algunos casos se le agrega un poco de hexametafosfato de sodio al 10% (conocido comercialmente como calgón) como defloculante de arcillas y en ese medio acuoso se separan los nanofósiles por decantación. Con una pipeta se recoge una muestra de la solución y se monta en un cubreobjetos que se coloca en una plancha caliente a secar. En el caso de las muestras que fueron preparadas para el microscopio electrónico de barrido, las gotas de agua pipeteadas se colocaron en un cubreobjetos más pequeño que se dejó secar en la plancha caliente. Una vez seco el cubreobjetos, se montó sobre un taco de bronce y guardó en una caja tapada para ser tratado con una cobertura de oro, quedando lista para ser estudiada. Los preparados para microscopio óptico se analizaron con un microscopio biológico marca Leitz equipado con contraste de fases y luz polarizada a un aumento de 1200 X y con un microscopio petrográfico marca Leica con contraste de fases, luz polarizada, lámina de yeso y platina giratoria a un aumento de 1000 X de los laboratorios de la Consultora Bioestratigráfica GEMA S.R.L. Las fotografías de microscopio óptico fueron tomadas en ese mismo laboratorio con una cámara digital Sony modelo Cyber-shot DSCP10 de 5.1 megapíxeles. Algunas pocas fotografías se tomaron en un microscopio petrográfico marca Leica del Laboratorio de Bioestratigrafía de Alta Resolución, Departamento de Ciencias Geológicas, Universidad de Buenos Aires, con un equipamiento fotográfico similar. Los preparados para vii microscopio electrónico se analizaron en el microscopio electrónico de barrido del Museo de La Plata trabajando a un aumento de 1500 - 2000 X. En el caso de los preparados estudiados al microscopio óptico se empleó una metodología cuantitativa, registrando para cada muestra un total de al menos 300 individuos cuando fue posible. Este esfuerzo de muestreo representa una confianza del 95 % de hallar un individuo con una abundancia específica del 1 % en la asociación. En cada caso también se registró un conteo de campos observados y a partir de la relación individuos / campos observados se calculó un índice de abundancia para cada muestra. Estos datos se volcaron en un gráfico de distribución muestra / especie para cada localidad, donde además constan la riqueza específica y el estado de preservación. para cada muestra Se describen 173 especies, las cuales en su mayoria son ilustradas. De estas especies, 103 son reconocidas por primera vez para la cuenca y 6 nuevas para la ciencia. Están presentes las familias Chiastozygaceae (43 especies), Eiffellithaceae (12 especies), Rhagodiscaceae (6 especies), Stephanolithiaceae (2 especies), Axopodorhabdaceae (13 especies), Biscutaceae (14 especies), Prediscosphaeraceae (9 especies), Cretarhabdaceae (11 especies), Tubodiscaceae (1 especie), Watznaueriaceae (12 especies), Arkhangelskiellaceae (10 especies), Kamptneriaceae (8 especies), Calyptrosphaeraceae (6 especies), Braarudosphaeraceae (2 especies), Microrhabdulaceae (5 especies), Nannoconaceae (1 especie), Polycyclolithaceae (12 especies), Thoracosphaeraceae (2 especies) y 4 especies insertae sedis. Por tratarse de recortes de perforación, existe siempre el riesgo de contaminación de niveles superiores a inferiores durante la perforación del pozo, por lo tanto para las interpretaciones bioestratigráficas se han definido biohorizontes basados en las últimas apariciones (eventos de extinción, o primeras apariciones en el sentido de la perforación) y ha resultado muy útil también contar con el control estratigráfico de otros microfósiles calcáreos asociados. Se reconocen asociaciones de edad Valanginiano - Hauteriviano, Albiano temprano - Albiano medio, Albiano tardío - Cenomaniano temprano, Coniaciano - Santoniano temprano, Santoniano - Campaniano y Maastrichtiano tardío. Se definen seis biozonas que se correlacionan con modelos bioestratigráficos globales y de altas latitudes australes, que podrían ser reconocidos en otros sectores de la cuenca y permitirían el desarrollo de un esquema bioestratigráfico regional para las sedimentitas marinas del sector argentino de la Cuenca Austral. Son ellas: la biozona de intervalo de Sollasites falklandensis para el Albiano temprano - Albiano medio, la biozona de intervalo de Axopodorhabdus albianus para el Albiano tardío - Cenomaniano temprano, la biozona de intervalo de Thiersteinia ecclesiastica para el Coniaciano - Santoniano temprano, la biozona de intervalo de Eprolithus floralis para el Santoniano, la biozona de intervalo de Biscutum coronum para el Santoniano tardío - Campaniano y la biozona de intervalo de Nephrolithus frequens para el Maastrichtiano tardío. El estudio de los nanofósiles calcáreos ha permitido reconocer dos discontinuidades para la secuencia cretácica que se extienden en todo el sector sudoriental de la cuenca. Las mismas corresponden a un hiato bioestratigráfico que abarca al menos el Barremiano y otro que abarca el Cenomaniano tardío - Turoniano. Las asociaciones recuperadas sugieren una depositación marina en un ambiente de aguas superficiales templado - frías para toda la secuencia cretácica, en condiciones de mar alto durante el período Valanginiano - Hauteriviano y Aptiano, un mar somero epicontinental con buena disponibilidad de nutrientes durante el Albiano - Cenomaniano, condiciones de plataforma externa a interna durante el Coniaciano - Campaniano y plataforma interna, muy próxima a la línea de costa, para el Maastrichtiano. Las asociaciones del Valanginiano al Cenomaniano temprano se relacionan biogeográficamente con aquellas del Plateau de Malvinas y las asociaciones del Cretácico Tardío con las nanofloras coetáneas de las cuencas Neuquina y del Colorado.