El sistema deltaico de la Arenisca de Sabiñánigo y la continentalización de la cuenca de Jaca

Abstract

La cuenca de Jaca representa un ejemplo excepcional de relleno sedimentario de una cuenca piggyback. Su registro estratigráfico muestra la evolución desde la sedimentación marina profunda durante el Eoceno inferior, hasta la irrupción de ambientes transicionales y continentales que evidencian la colmatación de la cuenca durante el Eoceno superior y Mioceno. Estas características, y la calidad de sus afloramientos ha convertido a esta cuenca en un análogo de referencia en los estudios de geología sedimentaria. En esta tesis se ha realizado una revisión de las formaciones deltaicas y aluviales de la cuenca de Jaca, definidas previamente en base a criterios descriptivos, con el objetivo de establecer sistemas deposicionales de carácter genético a partir de indicadores a escala de cuenca. Para ello se ha aplicado una metodología fundamentada elaboración de una cartografía geológica y el análisis de facies, este último, focalizado especialmente en las unidades deltaicas relacionadas con el sistema deltaico de la Arenisca de Sabiñánigo. Mediante la combinación de ambas técnicas se han diferenciado 8 sistemas deposicionales en la cuenca de Jaca. Entre estos 8 sistemas deposicionales destacan los sistemas deposicionales deltaicos (Bartoniense a Priaboniense) los cuales presentan cierta complejidad debido a la desconexión física presente en la cuenca entre el sector de Jaca y Fiscal. A partir de la integración de los datos estratigráficos de campo obtenidos en esta tesis, con datos paleomagnéticos y bioestratigráfico presentes en la literatura, se ha podido establecer una equivalencia entre los sistemas deltaicos en el sector de Jaca central (parte central de la cuenca) y los del sector de Fiscal (parte oriental de la cuenca). Dichas equivalencias, permiten establecer una nueva correlación entre ambos sectores con la que se asume un rango de edades más jóvenes para las unidades de Fiscal. El estudio de los sistemas deposicionales deltaicos se ha centrado en detalle en el sistema deltaico de Sabiñánigo, cuya excelente calidad en cuanto a exposición, conexión y extensión de sus afloramientos, ha permitido elaborar un estudio de facies exhaustivo. El análisis de facies ha permitido caracterizar dicho delta como un delta dominado por avenidas fluviales a partir de flujos hiperpícnicos de procedencia norte que dominan el sector de Jaca central. Durante los periodos transgresivos, los sedimentos hiperpícnicos muestran retrabajamiento por procesos mareales desarrollando sistemas de barras mareales. De manera coetánea en el sector de Fiscal, se desarrolla el sistema deltaico de San Felices Superior, caracterizado como un sistema dominado por inercia. Este sistema con procedencia este interacciona con los sistemas de procedencia norte en el sector de Jaca. Dicha interacción se manifiesta en los sedimentos mareales donde se han observado señales petrográficas de procedencia este, también por la presencia de sedimentos de plataforma externa en el flanco sur del anticlinal de Basa. Por último, se ha podido documentar un control tectónico en la ciclicidad deltaica de estos sistemas. Por un lado, el sistema deltaico de Sabiñánigo muestra estratos de crecimiento atribuibles a la actividad del cabalgamiento de Otúria. De igual manera, el sistema deltaico de San Felices Superior muestra estratos de crecimiento en su extremo oriental relacionados con el anticlinal de Boltaña. Los episodios activos de cada una de estas estructuras producen una alteración de carácter local en el espacio de acomodación, generando episodios de transgresión forzada en los sistemas deltaicos. En este trabajo se resalta el valor del análisis detallado de facies como herramienta clave para interpretar los diferentes factores que influyen en la arquitectura de los sistemas sedimentarios en un contexto tectónico activo, como la cuenca Surpirenaica. Además, esta tesis presentar el sistema deltaico de Sabiñánigo como un excelente análogo de campo de un delta dominado por avenidas.

The Jaca basin is an exceptional example of sedimentary infill of a piggyback basin. Its stratigraphic record shows the evolution from deep-marine environments during the lower Eocene until the its evolution to the transitional and terrestrial environments that represent de last stage of the basin fill during the upper Eocene-Miocene. This features, and the excellent exposure of the outcrops, allow to highlight this basin as an excellent analog in many studies related to sedimentary geology. In this thesis, a review of the delta and alluvial formations of the Jaca basin, classically defined in a descriptive sence, has been carried out in order to establish genetic depositional systems based on basin scale indicators. In order to achieve this goal a methodology based on the elaboration of a geological cartography and facies analysis has been applied, this last one, focused chiefly on the deltaic units related to the Sabiñánigo Sandstone delta system. Through the combination of both techniques, 8 depositional systems have been differentiated in the Jaca basin. Among these 8 depositional systems, the deltaic depositional ones (Bartonian to Priabonian) stand out as complex systems due the present-day lack of physical correlation in the basin between the Jaca and Fiscal sectors. From the integration of stratigraphic field data obtained in this thesis, with paleomagnetic and biostratigraphic data from the literature, it has been possible to establish an equivalence between the deltaic systems in the central Jaca sector (central part of the basin) and those of the Fiscal sector (eastern part of the basin). These equivalences allow establishing a new correlation between both sectors which allows to propose younger age range for the Fiscal units. Deltaic depositional systems analysis has been here focused in more detail on the Sabiñánigo Sandstone delta system, whose excellent quality in terms of exposure, connection and extension of its outcrops, has allowed to carry out an exhaustive facies study. Facies analysis has permitted to characterize this delta as a flood-dominated delta derived from hyperpycnal flows sourced from the north of the Jaca basin. During transgressive periods, the hyperpycnal sediments where reworked by tidal processes which developed systems of tidal bars. Synchronously, in the Fiscal sector, the upper San Felices delta system was formed as an inertia dominated delta. This system, with an eastern provenance signal, interacted with the north-derived deltas in the Jaca sector. This interaction is displayed by the recording of an eastern provenance signal in the tidal sediments, and also by the occurrence of outer shelf deposits in the southern flank of the Basa anticline. Finally, it has been possible to identify a tectonic control in the deltaic cyclicity of these systems. The deltaic system of Sabiñánigo shows growth strata which can be linked to the activity of the Otúria thrust. In the same way, the upper San Felices delta system shows growth strata in its eastern edge related to the growth of the Boltaña anticline. The active stages of each of these structures produced an alteration in the accommodation rate, generating episodes of forced transgression in the deltaic systems. In this work, the importance of detailed facies analysis is highlighted as a key tool to infer the different factors that can modify the architecture style of sedimentary systems in an active tectonic context, such as the South Pyrenean basin. In addition, this thesis presents the deltaic system of the Sabiñánigo Sandstone delta system as an excellent field analog of a flood dominated.