Estratigrafía y sedimentología de las formaciones lacustres del tránsito Eoceno-Oligoceno del NE de la Cuenca del Ebro

Abstract

[spa] Durante el tránsito Eoceno-Oligoceno en el sector NE de la Cuenca del Ebro y por encima de los depósitos marinos eocénicos, se diferencian tres complejos o sistemas deposicionales: el Sistema Aluvial Pirenaico, el Sistema Aluvial Catalánide y el Sistema Lacustre Catalán o Central. El estudio de mamíferos y carófitas fósiles hallados en los materiales del Sistema Lacustre Catalán ha permitido distinguir tres biozonas de carófitas y cuatro de mamíferos de valor estrictamente local. Estas biozonas abarcan desde el Priaboniense superior hasta la parte alta del Estampiense inferior. La asociación de facies evaporíticas y detríticas presentes en la Fm. Yesos de Barbastro y la Fm. Limolitas de Torà (Priaboniense superior) corresponden a depósitos de "playa-lake". Los procesos de deposición lacustre en este ambiente están controlados esencialmente por la estabilidad y posición del nivel freático y, subordinadamente, por otros factores como el desarrollo de tapices algales y el retrabajamiento por corrientes acuosas de materiales yesíferos previamente depositados. El relieve prácticamente llano que corresponde al momento y lugar de la sedimentación de los depósitos de las Fms. Barbastro y Torà, favorece la formación de lagunas efímeras cerradas, con márgenes someros extensos en una amplia llanura lutítica. Estos depósitos de "playa-lake" pasan gradualmente, en la vertical, a los depósitos carbonatados de lagos someros con influencia evaporítica de la Fm. Calizas de Castelltallat. Los depósitos detríticos de carácter mixto aluvial lacustre de la Fm. Areniscas de Súria (Priaboniense sup. Estampiense inf.) se depositaron en un sistema de abanicos terminales desarrollados en las partes distales del Sistema Aluvial Pirenaico. Este sistema prograda hacia el centro de la cuenca (hacia el S) sobre los depósitos de tipo "playa-Iake" priabonienses. Los depósitos del abanico se forman principalmente por agradación vertical de los materiales transportados en avenidas repentinas ("flash floods") con forma de lámina o manto ("sheet floods"). Las secuencias de progradación de los lóbulos frontales de los abanicos muestran cómo los lóbulos pueden tener su parte distal sumergida en una lámina de agua somera e hipersalina, motivo por el cual se producen procesos turbidíticos de transporte y sedimentación. La parte proximal de los lóbulos suele corresponder a la parte emergida de éstos y sus depósitos se forman a partir de corrientes deceleradas subaéreas en lámina del tipo "sheetflow". Los depósitos carbonatados con niveles de carbón asociados de la Fm. Lignitos de Calaf se encuentran intercalados entre los depósitos fluviales de la Fm. Solsona y corresponden ya a la parte alta del Estampiense inferior. Su sedimentación corresponde a lagos someros, no salinos y, seguramente, con aliviaderos. Estos lagos se sitúan en las partes más distales de los sistemas fluviales distributarios pirenaico (Fm. Solsona) y catalánide (Fm. Artés) y su lámina de agua, aunque relativamente más estable que la de las lagunas evaporíticas, sufre rápidas expansiones y retracciones. Los contornos, extensión y sedimentación de los márgenes de los lagos están fuertemente influenciados por la dinámica sedimentaria de los sistemas fluviales distributarios. Las características del carbón de la Fm. Calaf indican que su acumulación es autóctona y que está compuesto principalmente por material leñoso que se acumula y entierra rápidamente en condiciones anaerobias. El estudio del reparto espacial de los porcentajes litológicos acumulativos en los sondeos de la zona de Calaf indica que los depósitos de carbón más importantes de la Fm. Calaf se acumulan en las zonas palustres marginales de los lagos y, dentro de éstas, en los sectores más protegidos de la influencia detrítica. El desarrollo de turberas se ve favorecido durante los períodos de mayor estabilidad de la lámina de agua. El análisis mineralógico y geoquímico de las arcillas contenidas en las litofacies lutíticas refleja una relación entre la abundancia de algunos minerales del grupo de las arcillas y el paleoambiente en que se depositaron las lutitas. Buena palie de las esmectitas e interestratificados minerales con un componente expansible que componen la litofacies lutitas grises (Lg) son producto de procesos de transformación y/o neoformación mineral en ambientes lacustres. Estos procesos se ven favorecidos en los ambientes lacustres subacuáticos con mayor concentración salina y lámina de agua más perenne. La illita, clorita, caolinita y una parte de las esmectitas y arcillas expansibles presentes en los niveles de lutitas grises, más la totalidad de los minerales de arcilla presentes en las lutitas rojas, tienen un origen exclusivamente detrítico. La proporción de cada uno de los minerales detríticos en cada perfil y unidad depende de la composición de los materiales del área fuente. El análisis geoquímico revela que el contenido en elementos traza, como el Boro, Rubidio y Litio, presente en las arcillas, está más determinado por las cantidades heredadas de estos elementos y por las cantidades absorbidas en procesos diagenéticos tardíos que por las cantidades absorbidas durante los episodios lacustres en que se depositaron las arcillas. La reconstrucción paleogeográfica del sector NE de la Cuenca del Ebro se ha referido a tres etapas significativas de la evolución sedimentaria durante el tránsito Eoceno-Oligoceno: 1ª) Durante el Priaboniense superior el centro de la cubeta y buena parte de la aragonesa están ocupadas por una amplia llanura lutítica del tipo "playa-lake". En los márgenes catalánide y pirenaico se desarrollan sendos cinturones fluviales distributarios que se nutren de la carga aportada por los abanicos aluviales conglomeráticos adosados a los frentes tectónicos. 2ª) Durante el límite Priaboniense-Estampiense en el centro de la cuenca los depósitos de "playa-lake" quedan relegados a la parte occidental, si bien en aquella parte se expanden hacia el N y SE debido a la retracción de los depósitos aluviales terminales. En la parte occidental del centro de la cuenca se crea un área de sedimentación lacustre carbonatada con menor influencia evaporítica. Los depósitos aluviales de los márgenes sufren, durante esta etapa, retracciones en sectores determinados favoreciendo la expansión de la llanura lacustre central. 3ª) Durante el Estampiense inferior la deposición lacustre ha perdido su carácter evaporítico y debido al avance de los sistemas aluviales y a la colmatación de la cubeta, la sedimentación lacustre se restringe a la parte suroriental del área central de la cubeta. En las zonas marginales palustres situadas al NE del depocentro lacustre se desarrollan turberas. Los materiales continentales terciarios depositados después de la regresión priaboniense quedan divididos en dos secuencias deposicionales: una secuencia inferior a Secuencia Castelltallat y otra superior a Secuencia Solsona. El límite entre estas dos secuencias prácticamente coincide con el límite Priaboniense-Estampiense. La Secuencia Castelltallat está integrada por los depósitos lacustres eocenos de las formaciones Barbastro, Torà, Castelltallat y parte inferior de la Fm. Súria. La Secuencia Solsona la integran los depósitos fluviales de las formaciones Solsona, Peraltilla, Calaf y parte alta de las Fms. Artés y Súria. El cambio sedimentario brusco que supone el paso de una secuencia a otra, en el sector central cuenca, se refiere al paso de la cuenca de condiciones de deposición lacustre evaporítica generalizada (Secuencia Castelltallat) a condiciones de sedimentación fluvial dominante con episodios lacustres aislados (Secuencia Solsona).

[eng] The purpose of this work is the stratigraphic and sedimentologic study of the Eocene-Oligocene lacustrine deposits outcroping at the must-eastern part (Catalan sector) of the Pyrenean foreland basin (Ebro Basin). Continental deposits shows thicknesses from 1.000 m in the centre and SW margin of the basin to 2.500 m in the northern margin (Pyrenean). These deposits may be subdivided in three depositional systems: Pyrenean Alluvial System, Catalanides Alluvial System and Catalan Lacustrine System. Lacustrine sediments developed on the centre of the basin distaly to the alluvial systems. Two depositional sequences have been distinguished: 1) Castelltallat Sequence (Upper Priabonian) constituted by evaporic lacustrine sediments widely extended throught the centre of the basin, and 2) Solsona Sequence (Lower Rupelian) mainly constituted by fluvial-alluvial deposits with isolated sedimentary bodies corresponding to lacustrine sediments. From the late Eocene to the early Oligocene the lacustrine depocenters shifted from NE to SW as a consequence of tectono-sedimentary evolution of the basin. Castelltallat Sequence begins with playa-lake associations (Barbastro and Torà Fms.). Playa-lake sediments change upwards gradually into shallow lacustrine carbonate rich deposits displaying also with evaporitic influence (Castelltallat Fm). At the early Oligocene, the generalized lacustrine sedimentation developed at the centre of the basin changed abruptly into a mainly fluvial-alluvial (Solsona, Artés and Súria Fm.) sedimentation with isolated and less laterally extensive lacustrine episodes (Solsona Sequence). One of these episodes (Calaf Fm.) shows shallow carbonate rich lacustrine facies and coal deposits associated, developed in no evaporitic conditions. Coal and carbonate isopleth maps in the Calaf area shows that the coal accumulation maxima took place in the margins of the lakes and in the areas of minor detritic influence. The transition of the Pyrenean Alluvial System to the Catalan Lacustrine System took place trought a terminal fan complex (Súria Fm.) which prograded over the Eocene playa-lake deposits.