Rev;ato de ltJ AfotÜI'ci6n

Gt0166ica Arfcntina, 51 (3): 224-234 (1996)

Estudio paleomagnetico en las sierras de PajarilloCopacabana y Masa (Provincia de C6rdoba): nuevo polo paleomagnetico cretacico temprano para Sudamerica Silvana GEUNA Museode Paleontologia, Facultad de Ciencias E:mctas, Ffsicas y Naturales, UniFJersid4d Nacional de C6rdoba, Av. ~lez Sdrsfield 299, 5000 C6rdoba. ABSTRACT. Palaeomagnetic study in sierras de Pajarillo-Copacabana and Masa (C6rdoba Province): ~w Early CretoctOU$ pole for South America. A palaeoma&netic study is presented for the Early Cretac:eous red beds aopping out. in the north-westem reaches of the Sierra Chica in C6rdoba Pro"ince. Thermal demagnetization effectively isolated a high temperature characteristic magnetization in 12 ofthe 23 altes sampled at three different localities. Although samples from remaining sitet oould not be eompletely demagnetized, they were useful in magnet.oatratigraphic analyaia. The charaderistic magnetization yielded a pole position at 84.1• E. 85.3- S (A95 7.5•), overlapping t.he coeval Serra Ge:ral reference pole. Previous paleomagnetic polcs obtaincd from Early Cretaceous volcanic rocks in COrdoba arenot eoDJittent with that reference pole. The reauha indicate that this document.ed ineonsistency may not be due to peculiarities of the geomagnetic field or t.o genuine appa.re_nt. polar wandu, but to loc-al block rotation or inadequat.e aa.mpling of geomagnetle sec.ular variat.ion.

pala~magnetic

lntroducci6n Los polos paleomagn~ticos (PP) de referencia obtenidos en areas estables ("crat6nicas") de los continentes, son utilizados como referencia para el estudio de procesos tect6nic:os de las mas diversas escalas, desde el movimiento de grandes placas hasta Ia rotaci6n local de bloques. Los polos de referencia para el Cretacico temprano de Am6rica del Sur han llamado Ia atenci6n por su distribuci6n elongada. EI problema del origen y significado de este patron de distribuci6n es uno de los mas importantes para el paleomagnetismo de Sudamerica (Beck 1988). Cuatro de los PP de referencia provienen de coladas y diques basalticos de Ia sierra Chica de C6rdoba. Dos polos corresponden a los dos eielos volcanicos del Grupo Sierra de los C6ndores (Gordmo y Lencinas 1967), en Ia sierra hom6nima (Valencia y Vilas 1976); un tercero proviene de los basaltos de EI Salto-Almafuerte (Mendia 1978), y el cuart de los diques que intruyen al basamento cristalino en Ia zona del dique Los Molinos (Linares y Valencia 1974, Fig. 1). La posici6n discrepante de algunos de estos PP con respecto a Ia de polos altamente confiables del Cretacico inferior de Brasil (Formaci6n Serra Geral; Ernesto y Pacca 1988), contribuye a determinar el

patr6n elongado de distribuci6n. Existen varias explicaciones posibles para esta discrepancia; -Se ha producido un autentico desplazamiento del continente en lapsos cortos (Valencio et al. 1983), coincidiendo con Ia apertura del Oooano Atlantico Sur. -Se registra un comportamiento an6malo del campo magn6tico terrestre (CMT). ·EI area de muestreo ha sido afectada por deformaci6n intracrat6nica, que se trad uce en rotaciones locales de bloques. -Los polos considerados no son verdaderos polos paleomagneticos, por no promediar correctamentc Ia variaci6n paleosecular (VPS) del CMT. En este trabajo se propone un nuevo PP para Ia sierra Chica de C6rdoba, obtenido a partir de bancos rojos que afloran en su extreme norte, las sierras de Pl\iarillo-Copacabana-Masa (PCM, Fig. 1). La edad de estos bancos rojos ha sido estimada como cretacica temprana, por Ia comparaci6n con litologfas Sirnilares que se iotercalan con basaltos iatados radimetricamente en 120 Ma por el m6todo KlAr (Gordillo y Lencinas 1980) en el extreme sur de Ia sierra Chica (sierra de Los C6ndores). Se establece ademas una magneto-correlaci6n entre tres localidades de muestreo cercanas (Fig. 2). La coincidencia de este PP con el de Serra Gera l concuerda con Ia edad cretacica temprana estimada para los bancos rojos de Ia sierra de PCM; pennite

0004·4822196 $00.00 + $00.50 0 1996 &ociaci6n Geol6gito A'7t~lino po

Estudio poftomagnitico en e1 Cretdcioo de las sitrro.$ de C6rdoba

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Figura 1: a) M.apa de ubicnciOo de Ia sie:rra de C6rdoba; ~Jogla slmplificada a part.ir de GordilJo y Leneina& (1980). Se indican expresamente las loealidades de muest-re:o eorraspondientes a PPs de Ja sierra Chiea (deta1les en el tu;to). b) Mapa geolOgic:o del ärea de cabetera.s del rfo Copac:abana (sie.rr-a de PCM), oon ubicaci6n de las loc:aUdade5 de muestreo.

ademas descartar algunas de las cxplicaciones posibles pnra los demäs polos discrepantes (autentico

Pampeanas. Los bloques, separados por valles tect.6nicos, son producto del levantamiento a Ia Iargo de

desplazamiento continental, comporta.miento an6malo

fallas inversas, durante Ja orogenia and_ina en el

del CMT) y destacar como m&s probables las restantes (rotaciones locales de bloques, falta de promedio de Ia variaci6n s~ular).

Cenozoico tardio lOO, en general). Las direcciones medias

Estudio paleomognt tico tn e/ Cntdcico de la8 sierras ck C6rdoba

por sitio forman dos grupos de polaridades antlpodas (reuersal test positivo clase •c•, seglln McFadden y McEihinny 1990, Fig. 5). Una prueba de plegamiento (fold test) no es posible debido a que los afloramientos de granulomctria fina son subhorizootales. Sio embargo, un reversal test positivo indica que no hay componentes secundarias significativas oo removidas que afcctcn las direcciones dc MRC, y sugiere ademas que Ia VPS ba sido promediada adecuadamente durante los intervalos de polaridad normal y reversa. Los PGVs calculados coo muestras tipo A tienen una desviaci6n angular estandar de 13,4', razonable seglln Ia paleolatitud (McFadden et· a/. 1988). La bipolaridad y Ia dispcrsi6n adccuada son eiemontos que favorecen Ia interpretaci6n de que Ia magnetizaci6n dc las muestras tipo A se ba producido en un lapso

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relativamente corto luego de :ta depositaci6n. Las direcciones med.ias por sitio para muestras tipo B, se obtuvieron mediante Ia combinaci6n de las direcciones estables con las trayectorias de los circulos de desmagnetizaci6n (McFadden y McEihinny 1988). La informaci6n se resume en Ia Tabla 1. La dispersi6n de las direcciones obtenidas de Ia poblnci6n B es mucho mayor que Ia de Ia poblaci6n A; cuatro de los sitios (A, B, M y J ) proporciooaron PGVs oblicuos (Wilson et al. 1972); los PGVs restantes tiencn una desviaci6n angular superior a Ia esperable seglln Ia palcolatitud (16,7'). Las direcciones de los s itios A, B, M y J pueden ser interpretadas como registros de variaciones reales del campo magnetico (direcciones intermedias del eampo); sin embargc es mas probable que representen mezclas de componentes que no han sido resueltas con los metodos de desmagnetizaci6n empleados. La elevada dispersi6n del restodelos PGVs apoya esta interpretaci6n. Las poblaciones tipo A y B no son estadisticamente semejantes (segun el test de McFadden y Lowes 1981). En los sitios en que coexisten los dos tipos de muestras (vease Tabla 1), Ia diferencia en las direcciones es evidente (Fig. 4). Esta diferencia, sin embargo, no es s is tcmatica. Se consider6 a las muestras de tipo A como aptas para el clilculo de un PP. Dada Ia posible contaminaci6n de las direcciones aisladas en las muestra.s de tipo B, esta.s se consideraron de utilidad s61o para establecer correlaciones magnetoestratigrOficas locales, yn que puede inferirse Ia polaridad de Ia componente caracterlstica, que se asume pr:imaria. De esta manera, el 52% de los sitios muestreados proporcion6 informaci6n para el calculo del PP (12 tipo A), y el 100% de los sitios (23) result6 util para magnetoestratigrafla.

Discus i6n

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180 Fieura 5: a) Direcdones de MRN por eApecimeo. b) Oirecciones de magnetiz:aei6n eatable aisladas luego de Ia desmagnetizaci6n. e) Direcciones medias finalea por sitio. Se identificac los s itios

que proporcionaron direcciones oblicuas. Sfmbolos llcnos

Las tres localidades muestreadas en el rlo Copacabana se correlacionan con facilidad, dada su

(abierto.): hemisferio inferior (8uperior). Cireulos (cuadrados)

indican muestras de tipo A(ß).

232

estrecha cercania (Fig. 2). En las localidades 2 y 3, el perfil incluye un intervalo dcl orden de 5 metros de cspesor de pelitas y areniscas muy finas, de geometria tabular, que responden a Ia sooimentaci6n en ambiente de playa·lake; este intervalo puede utilizarse como "banco guia... La correspondencia entre Ia correlaci6n litol6gica y Ia magnetoestratigrafia es simple y paralela: las partes inferior y superior de Ia secuencia estudiada son de polaridad normal, y encierran un intervalo completo de polaridad reversa, que abarca el intervalo lacustre considerado como guia (Fig. 2). La secci6n reversa tiene un espesor aproximado de 25 metros. EI polo paleomagnetico p.ara Ia sierra de PCM, calculado como el promedio de los 12 PGVs seleccionados, tiene una posici6n: long. 84,1• E, lat . 85,3• S (~5 = 7,5•, K= 35). Esta posici6n es practicamente coincidente con Ia del polo de referencia para el Cretacico temprano de America del Sur, Serra Geral (Ernesto y Pacca 1988, Fig. 6). Teniendo en cuenta que esta es Ia edad que se estima para Ia secuencia de Ia sierra de PCM, esta posici6n polar es una importante confirmaci6n de dicba edad. La coincidencia del polo de PCM con SG contrasta con Ia discrepancia del resto de los polos de Ia sierra Chica. EI polo PCM permite descartar un comportamiento an6malo del CMT, o que se haya producido desplazamiento del continente en lapsos cortos. La posici6n de los polos CC, AL y LM (Fig. 6) debe ser explicada con otros argumentos. -La posibilidad de que los procedimientos de

S. Geuno

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desmagnetizaci6n aplicados hayan sido insuficientes,

fue descartada por Somoza (1995) sobre Ia base de una revisi6n y recalculo de los polos. -La rotaci6n de bloques en sentido antihorario puede dar cuenta de Ia discrepancia de los polos AL, LM y CC. Esta hip6tesis ha sido sugerida por Somoza (1995), y encuentra sustento en evidencias geo16gicas, de que Jas fallas que limitan a Ia sierra Chica han experimentado desplazamiento de rumbo s inistral durante el Plioceno-Guaternario (Sisto y· Cortes 1992, Schmidt et al. 1995). -La edad de Ia magnetizaci6n de los basaltos de C6rdoba podria ser diferente de Ia de los bancos rojos de PCM. Sin embargo, tampcco existe coincidencia de estos PP con PP de referencia mas j6venes para Sudamerica. -EI promedio incompleto de la VPS en cada PP podria generar posiciones an6malas como las observadas. EI promedio de Ia VPS es condici6n necesaria para que el PP coincida con el eje de rotaci6n terrestre y sea util en reconstrucciones paleogeograficas. Los estudios paleomagn6ticos en Javas tienen mas dificultades para promediar Ia VPS que en Jas rocas sedimentarias, debido al caracter intermitente de Ia actividad magmatica. La falta de promedio de Ia VPS podrfa ser otra posible causa de las posiciones de AL, CC y LM.

Firura 6: Polos paleomagneticos para el Cretacico temprano de C6rdoba. E I polo de refercncia SG cornaponde a los basaltos de

Ja cue.nca dc Pa.ranli (Formaci6n Serra Geral, Emesto y Pacca 1988). CC, Cerro Colorado; RU, RumipaUa (ambos en Valeneio y Vilas 1976); AL, EI Salto-Almafuerte (Mendla 1978); LM, Los Molinos (Linarcs y Valcneio 1974). PCM, Sierra de PajariUo-

Copacabana-MMa, ~.s.tc trablljo. En Unea punteada Iets drculos de confianza al 95%-. N6teae Ia coincidencia entre PCM y SG, y Ia posici6n discrep.ante de AL, LM y CC.

Conclusion es EI estudio paleomagnetico llevado a cabo sobre los bancos rojos de Ia sierra de PCM permiti6 determinar la presencia de una magnetizaci6n caracteristica de

altas fuerzas coercitivas y temperaturas de bloqueo, enmascarada en algunos casos (muestras tipo Bl por una segunda componente que corresponde al CD. La magnetizaci6n caracterlstica, portada por hematita y magnctita, presenta polaridades antlpodas y promedia adecuadamente Ia VPS. Se interpreta que su origen es primario, correspondiente a una epoca temprana luego de Ia depositaci6n de los sedimentos. La magnetoestratigrafia de las tres secciones anaHz.adas consiste en tres zonas de polaridad, una

Est11dio paleomognttU:o eta cl Crttdcioo de las skrros de C6rdoba

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reversa en ~re dos normales. La litoestratigrafia y Ia magnetoestratigrafia son paralelas. EI PP calculado para Ia sierra de PCM coincide con el de los basaltos de Ia Cuenca de Parana (Formacion Serra Gerall, de edad cre tacica temprana. La coincidencia confirma Ia edad estimnda para los bancos rojos de PCM cn basc al criwrio de similitud lito16gica. Este nuevo resultado oontrasta oon Ia posici6n de los PP de Ia sierra Cbica de C6rdoba, calculados sobre basaltos a proximadamente contemporaneos de los bancos rojos de PCM. Posibles explicaciones para esta discrepancia podran ser evaluadas a trav~s de un estudio integral del paleomagnetismo de unidades cretacicas de C6rdoba.

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