I I

247

. .

FACES Y AMBIENTES SEDIMENTARIOS DEL SILURICO Y DEVONICO INFERIOR DE BOLIVIA

Oscar ARISPE")

Enrique DIAZ'')

RESUMEN

El análisis e interpretación preliminar de las facies y ambientes sedimentarios de

las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia en sus secciones tipo permiten

identificar un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por el oleaje y las tormentas. EI sentido de progradación de los sistemas deltaicos y las paleocorrientes

indican un área madre con importante actividad tectónica situada hacia el oeste y sur. En

el Silúrico inferior el área madre presentó una mayor actividad tectónica, así como

glaciación local, posiblemente debida al levantamiento y formación de relieves en

latitudes altas a medias.

ABSTRACT

The preliminary analysis and interpretation of sedimentary facies and

environments present in the Silurian and Lower Devonian type sections of Bolivia

identifies a storm- and wave-dominated shallow siliciclastic shelf for most of the

sequence. Deltaic progradation and paleocurrent directions identify a tectonically-active

source area located to the west and south. .ln the Early Silurian, tectonic activity was

stronger, and local glaciation developed, probably as a result of uplift and relief formation

in high-to-mid latitudes.

INTRODUCCION

Aunque existen numerosos estudios generales sobre la estratigrafía regional del

Silúrico y DevÓnico de Bolivia, y algunos estudios de detalle de la bioestratigrafía, hasta

el momento no se ha publicado un estudio de las facies y ambientes sedimentarios que

caracterizan estos sistemas. La realización de un análisis sedimentológico y secuencia1

es importante para poder resolver los,problemas que continuamente surgen respecto a la

definición de unidades, límites de secuencias, zonas bioestratigráficas, y su correlación.

(1) UMSA, Casilla , La Paz, Bolivia (2) ORSTOM, CasiPla9214, La Paz, Bolivia

- -

I

248

En este trabajo se presentan los resultados preliminares del análisis de facies y

secuencia1 realizado en las unidades del SilÚrico y Devónico inferior de Bolivia, y se

propone una interpretación paleoambiental y paleogeografica de la zona durante este

periodo. Este estudio forma parte de la tesis de grado del primer autor, y constituye un

aspecto parcial del trabajo realizado durante la campaña de revisión de la bioestratigrafía

y potencial de hidrocarburos del Silúrico y Devónico de Bolivia por la brigada geológica de la Gerencia de Exploración de YPFB en 1995 con asesoría técnica de ORSTOM.

MARCO GEOLOGICO

La configuración geológica actual de los Andes Centrales es resultado de la superposición de varios ciclos tectónicos. Durante la orogénesis andina, se produjo un acortamiento tectónico que formó fajas plegadas y corridas, y como consecuencia se

originaron dominios tectonoestratigraficos limitados por fallas (Figura I). Cada dominio

tectonoestratigráfico presenta una secuencia estratigráfica definida y un estilo estructural

característico. EI acortamiento tectónico produjo el apilamiento de las unidades

tectonoestratigráficas, por lo que se considera que los afloramientos situados a uno y otro

lado de las fallas que limitan cada dominio pudieron estar separados por muchos

kildimetros durante su sedimentación.

EI ciclo Cordillerano comprende las supersecuencias Chuquisaca y Villamontes, depositadas durante los intervalos Ashgilliano-Fameniano y Fameniano-Serpukhoviano,

respectivamente, en un mar epicontinental situado entre el escudo brasileño y el macizo

de Arequipa. El espesor de los sedimentos depositados durante el Silurico y Devónico

en Bolivia sobrepasa en general los 3 km de espesor (González et al., este simposio).

Se han diferenciado dos conjuntos estratigraficos. EI primero (Silúrico inferior)

comprende las Formaciones Cancañiri y Llallagua, la primera constituida por diamictitas y

capas resedimentadas, y la segunda por bancos masivos de areniscas con niveles

deslizados interpretados como depósitos de turbiditas. EI segundo conjunto está

constituido por tres megasecuencias regresivas depositadas en un ambiente somero

(plataforma y deltas), y que corresponderían a tres cortejos de sistemas de alto nivel del

mar (HST). La primera megasecuencia involucra las formaciones Kirusillas, Tarabuco y

Santa Rosa, depositadas desde el Ludloviano al Lochkoviano. La segunda

megasecuencia comprende las formaciones lcla y Huamampampa, depositadas desde el

Praghiano al Givetiano. La tercera megasecuencia comprende las formaciones Los Monos e Iquiri. En el presente artículo se estudian Únicamente las facies y ambientes

sedimentarios correspondientes a parte del conjunto inferior y a la primera secuencia de

I o

\

I

. :45

16%

' 18%

Figura 1: Mapa de ubicaci6n de las localidades estudiadas por la brigada geológica de YPFB durante la campaña de 1995, y su situación respecto a las unidades tectonoestrali- grsficas de Bolivia. Los circulos representan las secciones estudiadas (en gris las que se han representado en la Figura 2) y los cuadrados representan las ciudades principales.

66W

I I I l I 70.w SEW

I I I

250

tercer orden, es decir, las formaciones Cancañiri, Kirusillas (Uncia), Tarabuco (Catavi) y

Santa Rosa (Vila Vila), del Silúrico y Devónico inferior.

ANALISE DE FACIES Y AMBIENTES SEDIMENTARIOS

En las rocas del Silúrico y Devónico se han diferenciado un total de I 3 litofacies

(Tabla I), agrupadas en 6 asociaciones de litofacies (AL) descritas en la Tabla 2. Cada

litofacies se ha relacionado con un determinado proceso genético, y al agruparlas en una

asociación de litofacies, según las secuencias y su geometría y límites, se ha

interpretado el ambiente sedimentario y los procesos asociados en su formación. Dada

la limitación de espacio, y el carácter preliminar de este estudio, los detalles sobre el

análisis de litofacies e interpretación de procesos y ambientes sedimentarios serán presentados en posteriores trabajos.

PALEOGEOGRAFIA

EI análisis de las secuencias presentes en cada sección estratigráfica (Figura 2), y

de las paleocorilentes medidas en las formaciones Tarabuco y Santa Rosa (Figura 3),

indican un area madre situada hacia el sur y oeste. En esta dirección, las secuencias se

hacen más arenosas, y AL-3 y AL-4 son más frecuentes. En el área central, las facies de las formaciones tienden a ser más distales y se desarrollan más AL-1 y AL-2. Hacia el

sur (Sella, Angosto de Alarache) y oeste (Corregidores) se llegan a encontrar niveles de

conglomerados y frecuentes clastos dispersos en las areniscas. Las evidencias de

inestabilidad y resedimentación (AL5) también son más frecuentes hacia el sur y oeste

(Sella, Angosto de Alarache, Corregidores y Aygachi; Figura 2), posiblemente por la

influencia de un borde tectónicamente activo de la cuenca. La frecuencia de los deslizamientos es menor, e incluso nula, hacia el este y norte. Durante.la sedimentación

de la Formación Cancañirj, el área madre presentaba glaciares que llegaran a los bordes

de la cuenca. Los depósitos proglaciares y de la parte proximal de la plataforma fueron

resedimentados a partes más profundas de la cuenca, dando lugar a la Formación

Cancañiri. EI Silúrico inferior (formaciones Cancañiri y Llallagua) todavía requiere un

análisis de facies y ambientes sedimentarios más detallado en las secciones tipo (zona

de Llallagua, Huanuni y Uncia), que no se realizó durante esta campaña.

La evolución vertical general de la serie estudiada corresponde a una secuencia

regresiva de progradación deltaica, iniciada con una profundización de la cuenca y una

marcada inestabilidad tectónica bajo un clima frío, con la aparición de glaciares en el

area de aporte (Formación Cancañiri). La secuencia general que sigue a esta unidad se

Tamaño de grano

Estructuras sedimentarias

Lamihación paralela

Bioturbación intensa o parcial

Estratificación cruzada tipo hummocky

La mi nación paralela

Espesor

Variable

5-1 O0

:Ódigo Interpretación

FI Lutitas Decantación por debajo del nivel de base de las olas

Retrabajamiento del sedimento por organismos.

Baja tasa de sedimentación

Flujo combinado de corrientes oscilatorias y unidireccionales.

generadas por tormentas

Corrientes unidireccionaies. Alto y bajo régimen de flujo

Fb Lutitas

4reniscas de grano muy

fino a medio Shc

<I O0 Areniscas de grano muy

fino a medio

Areniscas de grano muy

1 -fino a fino

S h

Sm , Masivo, no visible Flujos de gravedad Variable

1-10 Areniscas de

grano fino a medio

Ondulitas de corriente

Ondulitas de oscilación

Bioturbación intensa o parcial

t Corrientes unidireccionales. . Alto y bajo régimen de flujo

Corrientes oscilatorias producidas por el oleaje.

Baio réaimen de fluio

Sr

1-10 Areniscas de

grano muy fino a fino

Areniscas de grano muy

fino a medio

s w ~

Retrabajamiento del sedimento por organismos.

Baja tasa de sedimentación Variable Sb

Sd

SI

Areniscas de 'grano fino

a medio Variable Capas deslizadas Resedimentación de capas

Areniscas dc grano fino

a medio

Estratificakión cruzada de bajo

angulo

. . Retrabajamiento de los depósitos litorales por la

batida del oleaie <400

<200 Areniscas dc

grano fino ' a grueso

Estratificación . cruzada en surco

Corrientes unidireccionales. . ' . Bajo régimen de flujo

Flujos de gravedad con resedimentación, fluidificación

y mezcla del material

Masiva, con bloques int racuencales Diamictita Variable

Variable Flujos de gravedad.

Evidencias de glaciación en el área madre

Masiva, bloques intra y extracuencales, clastos estriados y facetados

Diamictita

Tabla 1 .- Desc[ipción e interpretación de las principales litofacies presentes en las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia.

Ambiente Código Facies , Descripción sedimentario Presente en la formación

Diamictitas masivas con bloques deslizados intracuencalesJ bloques extracuencales, y clastos estriados y facetados

Dmc (Sm, FI)

AL-6 Resedimentación submarina

con influencia glacial. Inestabilidad Cancañiri tectónica y elevada sedimentación.

1 - ~~~ -4 1 Predominantemente areniscas,

Dmb ,. ‘

(sm, FI) AL-5

con intercalaciones de delgados bl AL-3 1 (sw’ St’ Sh’ 1 niveles de lutitas

Tarabuco (Santa Rosa)

Resedimentación submarina con licuefacción parcial de capas.

Inestabilidad tectónica.

’ .Diamictitas masivas con bloques . deslizados intracuencales

Foreshore

Predominantemente areniscas St (Sw, Sr, SI, Sh) AL-4 I

Tarabuco (Santa Rosa)

Llanura deltaica Santa Rosa

Sw, Shc (sm’ ’I’ ’hl Sb)

AL-2

Predominantemente areniscas, con intercalaciones de delgados Shoreface superior Tarabuco niveles de lutitas

Shoreface inferior Shc, FI (S h , S w,Sm, S b, Fb) Tarabuco

Alternancia de areniscas y lutitas

I l I I l

FI, Fb (Sr’Sm’Sb’ ‘hl

AL-1 .

Predominantemente lutitas, Kirusillas con intercalaciones de delgados niveles de areniscas

Offshore superior

FI, Fb I l I l I

Kirusillas Predominantemente lutitas Offshore Inferior

Tabla 2.- Descripción e interpretación de las principales asociaciones de litofacies (AL) presentes en las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia (en paréntesis cuando la presencia no es tan frecuente). Véase la descripción e interpretación de cada litofacies en la Tabla 1,

253

depositó en un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por la acción de las tormentas y el oleaje, en latitudes medias a altas. Entre las formaciones Santa Rosa e lcla tiene lugar una subida relativa del nivel del mar. EI aumento de la tasa de

sedimentación está posiblemente relacionado con pulsos tectónicos: en muchas parasecuencias se observa que, suprayaciendo a un nivel con deslizamientos (AL5), aparecen facies deltaicas (AL-3 y AL4), indicando una progradación relativamente rápida del frente deltaico. Las evidencias de acción de las mareas son muy escasas,

posiblemente por ser destruidas por la acción erosiva de las tormentas.

CONCLUSION

EI análisis e interpretación preliminar de las facies y ambientes sedimentarios de

las unidades del Silúrico y Devónico inferior de Bolivia en sus secciones tipo permiten

identificar un ambiente de plataforma siliciclástica somera dominada por el oleaje y las

tormentas. EI sentido de progradación de los sistemas deltaicos y las paleocorrientes indican un área madre con importante actividad tectónica situada hacia el oeste y sur. En

el Silúrico inferior el área madre presentó una mayor actividad tectónica, así como

glaciación local, posiblemente debida al levantamiento y formación de relieves en

latitudes altas a medias.

Diamictitas ylo depósitos resedimentados

Areniscas

Areniscas con in te rca lac iones de lu t i tas

I

Lutitas con in te rca lac iones de a ren i scas

Lut i tas

I

I AMBIENTES SEDIMENTARIOS IASOC. DE LITOFACIES) I 1 PUENTE ARCE

' + Lutitas

Arenisca muy fina

Arenisca fina

Arenisca media

Arenisca gruesa

Arenisca muy gruesa

1 2 3 4 5 6 LLLLld

500 m.

400

300

200

1 O0

O m..

LEYENDA DE LAS COLUMNAS ESTRATiGRAFiCAS

2' t

Falla

Eje anticlinal

Eje sinclinal

. .

La s e c c i ó n cont inúa

Estratificación c ruzada ( sen t ido de la cor r ien te)

Onduli tas de o lea j e (dirección de la osci lación)

Tramo semicubier to

Tramo cubier to

Bioturbación

Estrat i f icación c ruzada de s u r c o

Estratificación c ruzada de bajo angulo

J

SlLURlCO DEVONICO LUDLOVIANO .; PRID. LOCHKOVIANO

- CARRASCO TEQUEJE . . 1110 495

SISTEMA SERIE

. .. . . . FORMACION- ESPESOR

I I I Ir I I R OFFSHORE (ALI)

Z G

W - 4 ) 2 2

FORESHORE (AL3) V) E m

LLANURA DELTAIC o’ 2 1

DESLIZAMIENTOS 4 i SINSEDIMENTARIO -1 [ALS-ALs) 8

. .

4 J . v)

o ‘ O a o

II KIRUSILLAS r II LUDLOVIANO .? PRID. I LOCHKOV.:. PRAG..: EMST

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SISTEMA SERIE

FORMACION ESPESOR

OFFSHORE ( A L í )

FORESHORE (AL3)

DESLIZAM1 ENTOS IINSEDIMENTARIO

(AL5-AL6) I

SlLuplCo DEVONICO SISTEMA LUDLOVIANO .JI PRlDOLlANO &LOCHKOV.+RAG~EMS. SERIE

325 700 245 ESPESOR KIRUSILLAS TARABUCO S.ROSA ICLA FORMAGIOM

b OFFSHORE (ALI ) -3

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1111 I SHOREFACE ( A M ) 0 g!! 4

I II FORESHORE (AL3) i:

œ"m" "am-

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1 I SILURICO DEVONICO SISTEMA ORD.

LUDLOVIANO .I, PRIDOLIANO LOCHKOVIANO PRAG(EMS. SERIE CANCANIR1 K.

8 TARABUCO SANTA ROSA. ICLA . FORMACION

215 40 1340 370 ESPESOR I 1

E I OFFSHORE(AL1) I I I

FORESHORE (AL3)

LLANURA DELTAICL.

I m I .

I I BP I I Ipllap I II 0 1 " W - 4 )

I 811 DESLIZAMIENTOS SINSEDIMENTARIO

(AL5-AL6) I

ORD.

. . . . . . . . .. . - . . . . . . .

SILURICO DEVONICO SISTEMA SERIE

FORMACION

PRIDOLIANO LOCHK. PRAG. EMS. LUDLOVI A NO KIRUSILLAS

n I z S.ROSA y ICLA TARABUCO u . 965 1055 145 ESPESOR

.

N i

I -E- I= = I

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OFFSHORE [ALI) * -3

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FORESHORE (AL3)

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v) dAL5.AL6)

SILURICO LUDLOVIANO !? PRIDOLIANO

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llsBl I I I S l FORESHORE (AL3)

LLANURA DELTAIC 1 I m (AL41

I

DESLIZAMIENTOS SINSEDIMENTARIO .I I I I ' I (AL5-AL6)

DEVONICO SISTEMA

SERIE LOCHKOVIANO

X b t æ ß

KIRUSILLAS TARABUCO S.ROSA

385 790 I70

¶ ¶ a , II I I II I I a N W N N 0

FORMACION ESPESOR

¶a N II ln

I DEVONICO SILURICO -*

PRIDOLIANO .o

TARABUCO SANTA ROSA ICLA HUAM. LOCHKOVIANO PRAG. EMS.

485 61 O I45

1 IlIl 1111

3

U

5EYkd SERIE

OFFSHORE (AL1)

FORESHORE ( A M )

DESLIZAMIENTOS jINSEDIMENTAR10

(AL5-AL6)

Figura 2: Columnas estratigraficas representativas de las unidades del Silirrico y Devónico inferior de Bolivia, con indicación de las edades obtenidas por palinología y megafauna (según informes internos de YPFB), y la interpretación. de ambientes sedimentarios. Véase ubicación en la Figura 1 y resumen de paleocorrientes en la Figura 3.

AMBIENTES SEDIMENTARIOS (ASOC. DE LITOFACIES] CORREGIDORES

. ..

AMBIENTES SEDIMENTARIOS (ASOC. DE LITOFACIES)'

. AYGACHI

l -

I

70W I I I I l I l l I

Y '3 70W 68'W I 66OW 64W

I l l I 1 I

Figura 3: Mapas de paleocorrientes medidas en las formaciones Santa Rosa y Vila Vila (A), y en las formaciones Tarabuco y Catavi (6). Los puntos indican las secciones estratigráficas estudiadas por la brigada geológica de YPFB durante la campaña de 1995. Explicación de los dominios tectonoestratigráfficos en la Figura 1.

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ANAIS

SimpÓsio Sul Americano do siluro-Devonian0

Estratigrafia e Paleontologia

Ponta Grossa - Paraná - 21 a 26 de julho de 1996

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0200 17 199 ORSTOM - BOLIVIE

DOCUMENTATION

.de la Blblloteca de +ah*

1996

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