martes, 13 de enero de 2015

Una de carbonatos perimareales en el Santoniense de Cortes de Pallás.

Cortes de Pallás es un buen lugar si te interesa el Cretácico. Es imposible estar en cualquier punto del término municipal sin tener a la vista rocas de este periodo. Los relieves más prominentes (la Muela de Cortes, la Muela de Albéitar, la Sierra de Martes…) son de esta edad y en el blog los hemos repasado en detalle. El propio caserío de Cortes se asienta sobre un bloque fallado de los que delimitan el graben del Júcar, un bloque que tiene el curioso nombre de Zarooza (ignoro lo que significa, aunque supongo que será de origen árabe). Este bloque registra el final de la transgresión cretácica del Thetys sobre Iberia en materiales que podemos asignar a la Fm. Calizas y brechas de la sierra de Utiel. Ya hicimos un recorrido sección arriba a través de esta formación en Zarooza, recorrido relatado en la serie Vestigios de un mar en retirada (parte I, parte II y parte III). Nos quedó pendiente estudiar qué ocurrió cuando el mar se retiró (casi por completo) allá por el Maastrichense, ya que esta historia también está escrita en las rocas de Cortes. No obstante, al preparar el material para contar cómo acabó el Cretácico y qué ocurrió en el Terciario en Cortes he encontrado algunas fotografías bastante interesantes de las rocas de la Fm. Utiel que no había enseñado hasta el momento y que no quiero dejar atrás, ya que son un buen ejemplo de lo que podemos ver al estudiar carbonatos perimareales.

En el itinerario de la serie mencionada nos movimos campo a través. En esta ocasión vamos a aprovechar que la construcción de la carretera que sube a la Muela desde Cortes expuso algunas decenas de metros de las calizas tableadas santonienses de la citada formación (si bien parecen más ya que los estratos buzan en el sentido de la pendiente, lo que hace que haya que caminar mucho a lo largo de la carretera para avanzar en la sucesión). El desmonte de la carretera constituye un excelente catálogo de estructuras sedimentarias propias de un ambiente perimareal que completaremos con ejemplos tomados de otros puntos de Zarooza. Los lectores interesados en el relato general pueden repasar la serie Vestigios de un mar en retirada siguiendo los enlaces de más arriba.
Primero lo primero.

Carbonatos perimareales

El término carbonatos perimareales se refiere a aquellos materiales carbonatados depositados en torno a una llanura de marea. Básicamente hay tres subambientes sedimentarios principales: la zona submareal, permanentemente sumergida; la zona intermareal, que es la franja de costa que queda alternativamente sumergida y emergida con el avance y retroceso de la marea y, por último, la zona supramareal. Como podéis imaginar, esta zona es la banda costera inmediatamente adyacente a la llanura mareal y que está casi siempre emergida, quedando cubierta por el agua únicamente en el caso de episodios como tormentas o mareas vivas.

Aunque esta definición de ambientes parece, a priori, muy clara, en realidad la variedad de condiciones dentro de cada uno de ellos es muy grande ya que, por ejemplo, la amplitud de las mareas o el nivel del mar es muy variable. En cualquier caso, nosotros vamos a repasar aquellas estructuras que nos permiten identificar que nos encontramos ante este tipo de ambientes sedimentarios, sin el propósito de reconstruir en detalle cómo era la costa en este lugar.

La montaña que era una llanura de marea

Una de las cosas buenas de la geología es que nos permite viajar en el tiempo y ver más allá de la realidad que tenemos delante. Así, cuando observamos la montaña de Zarooza (o, simplemente, Las Peñas, que es como se conocen en Cortes) nosotros no vemos una montaña, sino un antigua costa bañada por la marea. ¿Qué no? Fijaos bien.

Santoniense
Sección del Santoniense en Zarooza, Cortes de Pallás, o Las Peñas (como se conocen localmente)
Zarooza no es más que un bloque fallado descolgado unos 400 m. Las calizas Santonienses que lo forman se encuentran coronando la Muela de Cortes. La zona de falla que separa el primero de la segunda es aprovechado por el arroyo de Cortes en su tramo final. En el comienzo de la carretera que sube a la Muela, junto al polideportivo, podemos ver parte de la zona de falla. Aquí las regulares capas de calizas se encuentran plegadas, fracturadas y afectadas por multitud de fallas menores.

Falla y relleno posterior
Traza del plano de falla que delimita el bloque hundido de Zarooza en el graben del Júcar. A la izquierda del plano hay brechas limosas depositadas por el arroyo de Cortes

Este es el aspecto del desmonte en la sección correspondiente al Santoniense. Una sucesión de capas tableadas de espesor decimétrico. Para ver el aspecto de campo se remite de nuevo a la serie Vestigios de un mar en retirada.

Veamos ahora las estructuras características de carbonatos perimareales.

Laminación

Quizá una de las principales características sedimentarias de este tipo de ambiente sea la laminación. Las láminas suelen tener un espesor milimétrico y presentar una alternancia de coloración entre claro y oscuro. Suelen formarse por el efecto de estabilización que los tapices de bacterias (principalmente cianobacterias) tienen sobre el sedimento, atrapándolo y manteniéndolo unido. En contra de lo que podría parecer a priori, no reflejan ritmos diarios o semidiarios, sino que más probablemente representan episodios separados incluso meses. En Roquetas encontré un buen ejemplo de cómo es uno de estos tapices bacterianos, en este caso desarrollado en una charca formada en un ambiente de backshore tras un episodio tormentoso en el Sabinal.

Tapiz Roquetas
Tapiz de algas actual cubriendo vegetación halófila en una charca temporal en un ambiente de backshore. El Sabinal, Roquetas de Mar (Almería)

Dependiendo del subambiente, la laminación tiene escasas posibilidades de sobrevivir. Por ejemplo, en la zona submareal es fácilmente destruida por la bioturbación. A su favor pueden actuar factores como una rápida desecación (en la zona intermareal o supramareal) o un medio hipersalino, como puede ocurrir en zonas de circulación restringida de agua o en climas áridos. Otros factores que pueden contribuir a la alteración de las láminas es el crecimiento de cristales de minerales evaporíticos, la formación de gases asociados a la descomposición de la materia orgánica, procesos de compactación, etc. Aquí va un ejemplo de nuestro afloramiento. Fijaos en un detalle: hay una pequeña falla normal que desplaza el lado izquierdo de la capa hacia abajo. Sin embargo, esa falla no afecta a todo el estrato. El techo del mismo, también laminado, no está cortado por el plano de falla. Eso nos indica que se trata de un proceso sinsedimentario en el que el paquete inferior, ya depositado, falló, quizá a causa de procesos de compactación/escape de fluidos/disolución en los materiales infrayacentes, todo ello antes de que se depositase el nuevo cuerpo laminado.

Laminación
Laminación algal en la zona intermareal. En el centro de la imagen se aprecia una microfalla sinsedimentaria (explicación en el texto)
Porosidad

Es muy frecuente es carbonatos perimareales encontrar poros o cavidades rellenas por sedimento, esparita o, simplemente, vacías. Su tamaño puede oscilar desde el submilimétrico (poros del orden del tamaño de grano) hasta cavidades centimétricas asociadas al crecimiento de estromatolitos, grietas de desecación, disolución, etc. y su forma puede ser desde equidimensional a irregular, alargada, etc. En otros casos puede tratarse de porosidad móldica (de evaporitas, de fósiles, etc.)

Porosidad
Porosidad rellena parcialmente por esparita
Estructuras de desecación

La exposición periódica al medio subaéreo hace que estructuras como grietas de retracción sean muy comunes. Más incluso que en el caso de sedimentos siliciclásticos, dada la escasa capacidad de retener humedad del fango carbonatado.

Grietas y tapices
Grietas de retracción y láminas rotas de una tapiz algal actual en una charca de agua de lluvia ya desecada junto a la Laguna Salada de Pétrola
A continuación os muestro un ejemplo de estas estructuras que, además, nos sirve de repaso de algunas de las que hemos visto y de anticipo de otras. En la fotografía se puede ver un conjunto de láminas deformadas, quizá por la formación de una bolsa de gas. El espacio creado está parcialmente relleno por esparita. Las láminas superiores presentan en sección lo que parecen dos grietas de las que delimitarían un polígono. Entre medias hay un nivel micrítico que forma una matriz en la que flotan algunas láminas rotas y deformadas que, evidentemente, provienen del nivel inferior y que han sido arrancadas e integradas en la matriz en un episodio posterior a la formación de las propias láminas, pero previo a la desecación del fango (en la imagen anterior puede verse este mismo proceso, con láminas rotas despagadas del nivel basal). Por encima de la superficie de desecación aparece un nuevo nivel de color crema anaranjado, debido con probabilidad al contenido en óxidos y a la exposición subaérea (fijaos que es también es el color predominante del nivel laminado). Este material aparece rellenando las grietas. Por último se aprecia un nivel bioclástico con textura packstone/grainstone que representa un episodio de mayor energía, quizá un lag transgresivo o el registro de una tormenta.

Desecación
Grietas de desecación (flechas) y laminas rotas incorporadas en el nivel mudstone superior. La sección mostrada, además, es el resultado de dos procesos de regresión/transgresión (explicación en el texto) 
Estromatolitos

Los estromatolitos son bioconstrucciones en las que alternan capas de bacterias con otras de sedimento carbonatado. Pueden ser laminares o tener distintas formas: de domo, de columna…Los estromatolitos se desarrollan en la zona intermareal, preferentemente. Cuando lo hacen en la zona supramareal, la desecación puede darles una apariencia arrugada. Este es el caso del ejemplo que se ve a continuación. Por encima de la superficie donde está apoyado el martillo y debajo de los estromatolitos puede verse un nivel detrítico limoso. Tanto los estromatolitos como los niveles superiores tienen un tinte amarillento debido al contenido en limonita, otra característica de la exposición subaérea en el medio supramareal.

Estromatolito
Estromatolitos desarrollados en la zona supramareal asociados a evaporitas (no mostradas en la fotografía)

Domo
Estromatolito con geometría de domo
Evaporitas

En la zona supramareal pueden formarse charcas en las cuales, al evaporarse el agua tras la recarga episódica, precipiten minerales evaporíticos: halita, anhidrita y yeso. Estos minerales pueden disolverse en el siguiente ciclo de inundación o más adelante en el tiempo geológico. En algunos casos, si la matriz se había cementado, pueden quedar los huecos tras la disolución, formando un tipo de roca conocido como carniola. En nuestro ejemplo de Cortes tenemos un ejemplo de estas carniolas.

Carniolas
Carniolas con alto contenido en limonita. La textura hojosa se debe a la disolución de las evaporitas
Procesos pedogenéticos, disolución y alteración

Otra característica de los carbonatos perimareales es la existencia de horizontes alterados por la exposición subaérea prolongada. En estos horizontes se producen procesos de disolución de carbonatos, formación de horizontes de caliche (carbonato precipitado secundariamente en un proceso de formación de suelo) y aparecen, como un rasgo característico, cantos de color oscuro asociados a la exposición de calizas. También los tenemos aquí.

Cantos negros
Nivel limoso con cantos calcáreos negros
A continuación un ejemplo de  niveles con pátina rojiza a causa del contenido en óxidos de hierro, asociados a niveles limosos parduzcos que muy posiblemente llegaron a constituir un suelo.

Pátina rojiza
Superficie con evidencias de exposición subaérea evidenciados pos una costra ferruginosa y su asociación con un nivel de limos parduzcos
Bioturbación

Especialmente en la zona submareal y en la zona baja intermareal los organismos que habitan la llanura mareal retrabajan el sedimento borrando las estructuras primarias. Son muy típicas las galerías de tipo Thalassinoides isp. atribuidas a decápodos del género Callianasa y la bioturbación por raíces como, por ejemplo, en manglares. En el caso de Cortes lo que abunda son una serie de galerías meandriformes, en ocasiones horizontales, en ocasiones verticales, que de tanto en tanto se ramifican. Su longitud puede extenderse a varios decímetros. No he sido capaz de atribuirlas aun icnogénero específico. También aparecen pistas en la cara superior de las capas. Aparentemente son trazas de lomococión de algún animal que reptaba sobre sedimento semiconsolidado, ya que en ocasiones se conserva el borde levantado del surco. A veces están rellenos por un material carbonatado de grano más grueso. Aquí va un ejemplo.

Bioturbación
Pista en la cara superior de un estrato en un ambiente intermareal
Otro ejemplo muy bonito es el siguiente. Se trata de un rastro dejado por un molusco bivalvo correspondiente al icnogénero protovirgularia. El animal se desplazaba por el fondo y en un momento dado se detuvo, dejando un molde de su cuerpo en el sedimento (centro de la imagen) correspondiente al icnogénero Lockeia. Posteriormente continuó la marcha. Este tipo de rastros son típicos de la zona intermareal.

Lockeia
Protovirgularia isp. + Lockeia isp.
Intraclastos

La precipitación de cementos carbonatados promueve la litificación temprana del sedimento. Episodios energéticos posteriores pueden fracturar las costras formadas previamente produciendo fragmentos que se incorporan como intraclastos en nuevos depósitos. En el siguiente ejemplo puede verse un clasto procedente de la caliza bioclástica inferior (que interpretamos como un lag transgresivo) y que ahora forma parte del nivel mudstone del término submareal superior. A su vez en el nivel bioclástico aparecen como clastos láminas rotas como las que vimos anteriormente.

Intraclastos
Intraclasto procedente de un nivel inferior incorporado en la caliza mudstone superior
Ciclicidad

Es muy habitual que los carbonatos perimareales se presenten en paquetes compuestos por multitud de ciclos. Al parecer, con gran frecuencia las unidades que se repiten representan secuencias somerizantes. En el caso de Cortes también es así. El contexto general, como ya vimos, es claramente regresivo. En la base hay un predominio casi exclusivo de facies submareales  caracterizadas por calizas micríticas  que no muestran ninguna estructura (quizá a causa de un retrabajamiento intensivo del sedimento por organismos bioturbadores). Hacia el techo, no obstante, predominan las facies intermareales y al final aparecen términos supramareales con presencia de evaporitas y un mayor contenido detrítico. En la carretera de La Muela podemos ver varios ciclos que se inician con un lag transgresivo formado por un packstone bioclástico (2) sobre una superficie con gran acumulación de óxidos de hierro que probablemente representa la erosión de las facies supramareales preexistentes (1). Por encima aparece otro nivel mudstone/wackestone correspondiente a las facies submareales (3). A continuación aparecen los niveles laminados del término intermareal (4). Por último, tras una costra ferruginosa (5), aparece un nivel de limos parduzcos correspondientes a las facies supramareales (6) que finalizan la secuencia. Aquí tenéis un ejemplo.
Ciclo
Ciclo transgresivo completo entre dos superficies con evidencias de exposición subaérea
 To be continued

Aparte de estudiar las facies típicas de carbonatos perimareales este artículo nos sirve de repaso antes de analizar qué registro existe en Cortes del Cretácico terminal. Esto será objeto próximas entradas.

Referencias: Si estáis interesados en profundizar en este tema os recomiendo echar un vistazo, como yo he hecho, al libro Carbonate Sedimentology, de Maurice Tucker y Paul Wright publicado por Blackwell Science.

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2 comentarios :

  1. Muy didáctica esta exposición sobre estructuras sedimentarias en carbonatos. La observación de cómo se forman actualmente los tapices algales, los niveles bioclásticos, etc., es imprescindible para poder interpretarlos cuando los vemos en las rocas. "El presente es la clave del pasado", ¿no? Gracias por esta estupenda clase.
    Saludos

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    1. Gracias, Nacho. Pues sí, Actualismo en acción!

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