Cronoestratigrafia amb nanoplàncton calcari del Bartonià de la Conca de Jaca (Pirineu aragonès)

Abstract

En els sediments marins de l'Eocè inferior i mitjà de la conca de Jaca, malgrat els últims estudis bioestratigràfics i paleomagnètics, es continua acusant una falta d'informació bioestratigràfica d'alta resolució i l’establiment de models d'edat robustos que permetin calibrar, entre altres, estudis paleomagnètics existents, així com altres futurs. En aquest treball es proposa realitzar un estudi bioestratigràfic basat en el contingut de nanoplàncton calcari en els sediments del Bartonià, amb la caracterització de diferents tipus de biohoritzons definits per variacions en l'abundància relativa de diferents tàxons d'importància bioestratigràfica. La secció estratigràfica estudiada registra des de sediments marins profunds, amb el Canal turbidític del Rapitán a la base, passant per intermedis de talús i plataforma de la Fm Margues de Larrés i Fm Sabiñánigo, seguint amb les formacions Margues de Pamplona i Deltes d’Atarés. La successió culmina amb la continentalizació de la conca a càrrec de les planes deltaiques de la Fm Campodarbe inferior. S'estableix i valida una edat cronoestratigràfica amb nanoplancton calcari pel Bartonià de la conca de Jaca Central des del darrer estatge de conca marina profunda del Grup d’Hecho, concretament al Canal turbidític del Rapitán, amb l’inici del Bartonià, fins a la continentalizació de la conca per l’establiment de la Fm Campodarbe inferior, en el Priabonià primerenc. En aquesta successió s'han identificat les biozones NP16 i NP17 de Martini (1971); CNE14, CNE15, CNE16 i CNE17 d’Agnini et al., (2014); CP14 i CP15 de Okada i Burky (1980). Aquestes biozones estan caracteritzades per la presència de diferents espècies de Reticulofenestra (Hay et al., 1966), Sphenolithus (Deflandre en Grassé, 1952) i Chiasmolithus (Hi ha et al. 1966). S'infereixen les variacions paleoclimàtiques del Bartonià a partir de l'abundància relativa de tàxons específics: Zygrhablithus bijugatus (Deflandre en Deflandre i Fert, 1954); Chiasmolithus (Hay et al., 1966); Reticulofenestra (Hay et al., 1966); Cyclicargolithus (Roth i Hay, en Hay et al., 1967). Aquestes variacions han permès identificar un període de clima fred a la base del Bartonià, en correspondència amb els dipòsits de gra groller del sistema del Rapitán. A l’inici de la transició a les Margues de Larrés, s’enregistra un fort i sobtat increment de taxons d’aigües càlides que es pot relacionar amb l'Òptim Climàtic de l'Eocè Mitjà (MECO, 40-40,75 Ma). Conjuntament amb aquest màxim relatiu puntual de l’abundància de taxons d’aigües càlides, s’inicia un període relativament llarg en que els taxons relacionats amb aigües temperades presenten també valors força alts, que englobaria les Margues de Larrés, Gres de Sabiñánigo i bona part de les Margues de Pamplona. Aquest darrer període temperat s’associa a l’estatge posterior al MECO. A la transició entre les Margues de Pamplona i els Deltes d’Atarés (entre 38,25 i 37,83 Ma) s’ha detectat un decreixement relatiu en els taxons d’aigües càlides i temperades contrarestat per un increment en els taxons d’aigües fredes que molt possiblement es pot associar amb polsos precursors del Màxim de l'Isòtop d'Oxigen δ18 Priabonià (PrOM, 37,00 Ma). L'estudi paleoclimàtic suggereix correspondència entre els valors relatius de temperatura obtinguts i els cicles d'excentricitat terrestre de 400.000 anys. La tipologia de taxons de nanoplàncton retreballat suggereix un origen en sediments marins de gra fi del Cretaci superior, possiblement dels encavalcaments que formen la Unitat Surpirinenca Central.

En los sedimentos marinos del Eoceno inferior y medio de la cuenca de Jaca, a pesar de los últimos trabajos biostratigráficos y paleomagnéticos disponibles, se continúa acusando una falta de información bioestratigráfica de alta resolución que permita calibrar, entre otros, estudios paleomagneticos existentes, así como otros futuros. En este trabajo se propone realizar un estudio bioestratigráfico basado en el contenido de nanoplancton calcáreo en los sedimentos del Bartoniense, con la caracterización de diferentes tipos de biohorizontes definidos por variaciones en la abundancia relativa de distintos taxones de importancia biostratigráfica. La sección estratigráfica estudiada registra desde sedimentos marinos profundos, con el Canal turbidítico del Rapitán en la base, pasando por intermedios de talud y plataforma de la Fm Margas de Larrés y Fm Sabiñánigo, siguiendo con la Fm Margas de Pamplona y deltas de Atarés. La sucesión culmina con la continentalización de la cuenca a cargo de las llanuras deltaicas de la Fm Campodarbe inferior ya en el Priaboniense más temprano. Se establece y valida una edad cronoestratigráfica con nanoplancton calcáreo para el Bartoniense de la cuenca de Jaca Central desde el último estadio de cuenca marina profunda del Grupo de Hecho, concretamente el Canal turbidítico del Rapitán, con el inicio del Bartoniense, hasta la continentalización de la cuenca por el establecimiento de la Fm Campodarbe inferior, en el Priaboniense temprano. En esta sucesión se han identificado las biozonas NP16 y NP17 de Martini (1971); CNE14, CNE15, CNE16 y CNE17 de Agnini et al., (2014); CP14 y CP15 de Okada y Burky (1980). Estas biozonas están caracterizadas por la presencia de diferentes especies de Reticulofenestra (Hay et al., 1966), Sphenolithus (Deflandre en Grassé, 1952) y Chiasmolithus (Hay et al. 1966). Se infieren las variaciones paleoclimáticas del Bartoniense a partir de la abundancia relativa de taxones específicos: Zygrhablithus bijugatus (Deflandre en Deflandre y Fert, 1954); Chiasmolithus (Hay et al., 1966); Reticulofenestra (Hay et al., 1966); Cyclicargolithus (Roth y Hay, en Hay et al., 1967). Estas variaciones han permitido identificar un periodo de clima frío en la base del Bartoniense, en correspondencia con los depósitos de grano grueso del sistema del Rapitán. Al inicio de la transición a las Margas de Larrés, se registra un fuerte y repentino incremento de taxones de aguas cálidas que se puede relacionar con el Óptimo Climático del Eoceno Medio (MECO, 40-40,75 Ma). Simultáneamente con este máximo relativo puntual de la abundancia de taxones de aguas cálidas, se inicia un periodo relativamente largo en que los taxones relacionados con aguas templadas presentan también valores bastante altos, que englobaría las Margas de Larrés, la Arenisca de Sabiñánigo y buena parte de las Margas de Pamplona. Este último periodo templado se asocia al periodo posterior al MECO. En la transición entre las Margas de Pamplona y los Deltas de Atarés (entre 38,25 y 37,83 Ma) se ha detectado un decrecimiento relativo en los taxones de aguas cálidas y templadas contrarrestado por un incremento en los taxones de aguas frías que muy posiblemente se puede asociar con pulsos precursores del Máximo del Isótopo de Oxígeno δ18 Priaboniense (PrOM, 37,00 Ma). El estudio paleoclimático sugiere correspondencia entre los valores relativos de temperatura obtenidos y los ciclos de excentricidad terrestre de 400.000 años. La tipología de taxones de nanoplancton retrabajado sugiere un origen en sedimentos marinos de grano fino del Cretácico superior, posiblemente de los encabalgamientos que forman la Unidad Sudpirenaica Central.

In the Lower and Middle Eocene marine sediments of the Jaca Basin, despite recent biostratigraphic and paleomagnetic studies, there is a lack of high-resolution biostratigraphic information and the establishment of robust age models to mainly calibrate existing and future paleomagnetic studies. This work proposes to carry out a biostratigraphic study based on the content of calcareous nanoplankton in Bartonian sediments, with the characterization of different types of biohorizons defined by variations in the relative abundance of different taxa of biostratigraphic importance. The studied stratigraphic section records a transition from deep-marine sediments, with the Rapitán turbidite channel at the base, through intermediate slope and shelf deposits of respectively the Larrés Marls and Sabiñánigo Formation, following upwards in the Pamplona Marls and Atarés Delta formations. The succession culminates with the continentalization of the basin, marked by the onset of delta plain facies of the lower Campodarbe Formation. A chronostratigraphic age with calcareous nanoplankton is established and validated by the Bartonian of the Central Jaca Basin, spanning from the last deep marine basin stage of the Hecho Group, specifically the Rapitán turbidite channel at the beginning of the Bartonian, to the continentalization of the basin with the onset of the lower Campodarbe Formation in the early Priabonian. In this succession, the NP16 and NP17 biozones of Martini (1971); CNE14, CNE15, CNE16, and CNE17 of Agnini et al. (2014); CP14 and CP15 of Okada and Burky (1980) have been identified. These biozones are characterized by the presence of several taxa of Reticulofenestra (Hay et al., 1966), Sphenolithus (Deflandre in Grassé, 1952), and Chiasmolithus (Hay et al., 1966). Bartonian paleoclimatic variations are inferred from the relative abundance of specific taxa: Zygrhablithus bijugatus (Deflandre in Deflandre and Fert, 1954); Chiasmolithus (Hay et al., 1966); Reticulofenestra (Hay et al., 1966); and Cyclicargolithus (Roth and Hay, in Hay et al., 1967). These variations have allowed the identification of a cold climate period at the base of the Bartonian, corresponding to the coarse-grained deposits of the Rapitán system. At the beginning of the transition to the Larrés Marls, a sharp increase in warm-water taxa is recorded, which may be related to the Middle Eocene Climatic Optimum (MECO, 40-40.75 Ma). In addition, this relative peak in warm-water taxa abundance, a relatively long period begins in which taxa related to temperate waters also show high values, encompassing the Larrés Marls, Sabiñánigo Sandstone deposits, and much of the Pamplona Marls. The latter is associated to the post-MECO stage. At the transition between the Pamplona Marls and the Atarés Delta (between 38.25 and 37.83 Ma), a relative decrease in warm and temperate water taxa has been detected, countered by an increase in cold-water taxa possibly associated with the precursor pulses of the Priabonian Oxygen δ18 Isotope Maximum (PrOM, 37.00 Ma). The paleoclimatic study suggests correspondence between the relative temperature values obtained and the Earth eccentricity cycles of 400,000 years. The type of reworked nannoplankton taxa suggests an origin in fine-grained marine sediments from the Upper Cretaceous, possibly from the thrusts forming the Central South Pyrenean Unit.