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Registro del evento anóxico oceánico OAE1a (Aptiense inferior)en un contexto de plataforma. Prebético (provincia de Alicante)

Record of the oceanic anoxic event OAE1a (Lower Aptian) in a platform setting. Prebetic (Alicante province)

J.M. Castro (1), G.A. de Gea (1) y M.L. Quijano (2)

(1) Departamento de Geología, Universidad de Jaén, Campus Universitario, 23071-JAÉN, España. jmcastro@ujaen.es, gadegea@ujaen.es(2) Departamento de Química Inorgánica y Orgánica, Universidad de Jaén, Campus Universitario, 23071-JAÉN, España. lquijano@ujaen.es

ABSTRACT

The Early Aptian was a time of major global events, being probably the most notable the Oceanic AnoxicEvent 1a. In this paper, we present the study of the record of the OAE1a in a platform setting, the PrebeticZone of the Betic Cordillera, which represents the shallow platform environments of the Southern IberianPalaeomargin during the Mesozoic. In this context, several events of global and regional character arerecorded, whose timing and relationships are extremely interesting to be clarified. The correlation betweenthe studied sections has permitted the establishment of the timing of the main sedimentary events. Thetransgressive general context recorded in the studied units, linked to the tectonic subsidence, resulted inseveral retrogradational pulses, leading finally to the drowning of the shallow platform, which was postdatedby the OAE1a event. The record of the OAE1a in a platform setting is explained as related to a localcombination of factors, as a transgressive general context, strong local subsidence rate, and importantinput of terrestrial organic matter in the platform, as has been supported by the data provided from theanalysis of the organic matter contained in the sediments.

Key words: Aptian, Prebetic, OAE 1a, Platform, Biomarkers.

Geogaceta, 40 (2006), 251-254ISSN: 0213683X

Introducción

Durante el Aptiense inferior tuvieronlugar importantes eventos sedimentariosde escala global, entre los que destaca elEvento Anóxico Oceánico 1a (OAE1a,Jenkyns, 1980), registrado en sedimentosmarinos pelágicos ricos en materia orgá-nica. Este evento global ha sido intensa-mente estudiado en los últimos años(Coccioni et al., 1992; Weissert et al.,1998; Erba et al., 1999; Gea et al., 2003;entre otros), y ha sido caracterizado des-de el punto de vista litológico,sedimentológico, bioestratigráfico ygeoquímico, con la finalidad de interpre-tarlo en términos de paleogeografía,paleoceanografía y estratigrafía de even-tos. Los modelos propuestos para expli-car este evento se basan principalmenteen una elevada productividad orgánica enlas aguas oceánicas, y en unas condicio-nes del fondo marino favorables a la pre-servación de la misma (p. ej. Wignall,1994; Jenkyns, 1999). La mayoría de lassecciones en las que se ha detectado y es-tudiado el registro de este evento se en-cuentran en contextos paleogeográficospelágicos. En este trabajo se presen-ta una nueva sección con registro

del OAE 1a, que pertenece a un do-minio paleogeográfico de plataformaca rbona tada somera (el dominioPrebético de las Zonas Externas de laCordillera Bética). La ubicación de estasección permite discutir la relación entreel evento anóxico y la evoluciónsedimentaria de la plataforma somera,cuyo registro aparece expuesto en unamisma sección estratigráfica, la de Agresen la Sierra de Mariola (NO de la provin-cia de Alicante), que pertenece alPrebético de la provincia de Alicante,bien caracterizado en numerosos trabajosprevios (p.ej. Castro, 1998; Ruiz-Ortiz yCastro, 1998; Castro et al., 2001).

Contexto geológico

La Zona Prebética de la CordilleraBética está constituida por las rocas de-positadas en el dominio de plataforma so-mera del Paleomargen Sudibérico duran-te el Mesozoico. El Aptiense inferior estámuy bien representado, especialmente enlos afloramientos de la parte oriental delPrebético en la provincia de Alicante(Ruiz-Ortiz y Castro, 1998) (Fig. 1). Dosformaciones constituyen el Aptiense infe-rior de este sector (Castro, 1998) (Fig. 2):

Formación Llopis: esta unidad es deedad Barremiense superior-Aptiense in-ferior, y solamente sus miembros medio ysuperior son de edad Aptiense inferior. Elmiembro medio está constituido por unapotente sucesión de calizas con rudistas ycorales depositadas en ambientes de pla-taforma carbonatada somera, divididas enuna sucesión de parasecuencias. Cadaparasecuencia, con una evolución verticalsomerizante hacia techo, está constituidapor calizas de plataforma interna conrudistas, y pasa lateralmente hacia el sur,a través de un conjunto de clinoformasprogradantes, a calcarenitas de platafor-ma abierta. El apilamiento deparasecuencias define en conjunto unaevolución vertical regresiva-transgresiva.El miembro superior de esta formación esretrogradante respecto del inferior, yaflora en los sectores más septentrionalesdel Prebético de la provincia de Alicante(sección de Agres en la Sierra de Mariolay sección de Planes, Fig. 1); está consti-tuido por arenas, areniscas y ruditas are-nosas con rudistas (caprínidos), con es-tructuras sedimentarias de corrientes dealta energía, en algunos casos interpreta-das como tempestitas. Tanto el miembromedio como el superior pasan lateralmen-

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te hacia el sur-sureste mediante un cam-bio lateral de facies a la FormaciónAlmadich.

Formación Almadich: esta unidad esde edad Aptiense p.p.; en la sección deMariola abarca el Beduliense superior-Gargasiense inferior, mientras que haciael sur comprende un intervalo de tiempomayor, desde la base del Beduliense hastael Clansayesiense inferior (Castro et al.,2001; Gea, 2004). Está constituida poruna ritmita de margocalizas y margas conammonites, foraminíferos planctónicos ynanofósiles que han permitido unadatación precisa de la misma. En generallos materiales son de tonos amarillentos,aunque localmente se detectan niveles demargas oscuras enriquecidas en materiaorgánica. El estudio de la sección del Cau,localizada en una posición relativamentedistal dentro de la plataforma (Figs. 2 y 3),caracterizada por la ausencia de las faciessomeras de la Formación Llopis, permitióidentificar el evento anóxico OAE 1a enlos niveles oscuros, tanto por laestratigrafía de isótopos de carbono comopor su bioestratigrafía (Aguado et al.,1999; Gea et al., 2003). El estudio deta-llado de la sección de Agres, en la Sierrade Mariola (Fig. 2), ha puesto de mani-fiesto la presencia de un tramo rico enmateria orgánica dentro de la FormaciónAlmadich, que se ha estudiado en detalle.

La sección de Agres

En la sección de Agres se suceden enla vertical los miembros medio y superiorde la Formación Llopis, y sobre estos sedispone en continuidad la Formación

Almadich, que contiene en su parte infe-rior un tramo de 1,8 metros de espesor demargas beige-ocres, sobre las que sigueun intervalo de 5,8 metros de espesor demargas oscuras; la sección termina con 50metros de una ritmita de margas ymargocalizas beiges de la parte superiorde la Formación Almadich.

El análisis bioestratigráfico realizadoen esta sección se ha basado en el estudiode foraminíferos planctónicos y nanofó-siles. Este estudio ha permitido reconocerla Zona de Schackoina cabri de foraminí-feros planctónicos, caracterizada por lapresencia de Schackoina cabri, Praehed-bergella sigali, Praehedbergella aptiana,Praehedbergella infracretacea, Globige-rinelloides blowi, Praehedbergella sp. cf.P. convexa, Praehedbergella gorba-chikae, Praehedbergella tuschepsensis, yGlobigerinelloides duboisi. El estudio delos nanofósiles ha permitido identificar laZona de Hayesites irregularis, que con-tiene como taxones característicos Ha-yesites irregularis, Nannoconus truittii yBraarudosphaera africana. Estos datospermiten asignar una edad Aptiense infe-rior a estos materiales (Fig. 2). Además,la presencia de especímenes de Nannoco-nus truittii, junto con la escasez de Nan-noconus de canal estrecho, indica que es-tas margas se depositaron durante la «cri-sis de los nannoconus» (Aguado et al.,1999), que se reconoce en la sección deAgres desde la base de la Formación Al-madich (Fig. 2).

Los datos expuestos permitencorrelacionar el intervalo de margas os-curas de la sección de Agres con el inter-valo de arcillas oscuras de la sección del

Cau (Gea et al., 2003) correspondiente alevento anóxico OAE1a (Fig. 2).

Análisis de la materia orgánicaSe ha realizado un estudio de la mate-

ria orgánica presente en las margas oscu-ras; en concreto se ha realizado un análi-sis elemental de Corg y N con un Analiza-dor Elemental Thermo FinniganFlashEA1112 CHNS-O, sobre muestrastratadas previamente con HCl 1M paraeliminar el C inorgánico. Además se harealizado una caracterización preliminarde la composición molecular (biomarca-dores). Para estos análisis, se ha realizadoun procedimiento de extracción de la ma-teria orgánica mediante el uso de unamezcla de diclorometano-metanol (2:1)durante 24 horas en un soxhlet. El extrac-to obtenido se ha analizado mediante cro-matografía de gases (CG)-espectrometríade masas (EM). Para el análisis se ha em-pleado un espectrómetro de masasHEWLET-PACKARD mod. HP 5989BGC/LC/MS unido a cromatógrafo de ga-ses HEWLET-PACKARD mod. HP5890A serie II.

El análisis elemental indica un conte-nido máximo de C orgánico de 0,8 % enlos niveles oscuros de la sección deAgres, mientras que la relación C/N ele-mental oscila entre 10,4 y 16,6. Los valo-res de la relación C/N, según Meyers(1994), indicarían una mezcla de materiaorgánica de procedencias continental ymarina.

El estudio de biomarcadores ha pues-to de manifiesto que la serie principal decompuestos identificados en los extractoscorresponde a n-alcanos, como indica la

Fig. 1.- Localización geográfica y geológica del área estudiada.

Fig. 1.- Geographical and geological location of the studied area.

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monitorización del ión m\z = 85 específi-co. La distribución de las moléculas orgá-nicas identificadas indica una contribu-ción de plantas superiores (moléculas conmás de 20 átomos de C, con máximos aC28, C29 y C30).

Discusión

El análisis y correlación de las sec-ciones estratigráficas de Mariola-Agresy el Cau permite establecer la sucesiónde procesos y eventos sedimentarios quetuvieron lugar en la plataforma prebéticadurante el Aptiense inferior en el sectorde Alicante. El apilamiento de lasparasecuencias del miembro medio de laFormación Llopis indica una evolucióninicialmente regresiva que cambia a

transgresiva. Esta transgresión se produ-ce mediante varios pulsos deretrogradación, marcados por la base delas sucesivas parasecuencias, y culminacon dos pulsos mayores, correspondien-tes al depósito de los niveles arenososdel miembro superior, y finalmente lainstalación de los ambienteshemipelágicos de la FormaciónAlmadich. Esta evolución secorrelaciona con una clara transgresiónen los sectores litorales del Prebético(García-Hernández et al., 2001; Vilas etal., 1993). En el sector de Alicante, losdos principales eventos sedimentariosregistrados durante el episodiotransgresivo del Aptiense inferior fueronel hundimiento (drowning) de la plata-forma carbonatada, reflejada en el inicio

del depósito de las margas de la Forma-ción Almadich, y el posterior eventoanóxico (OAE1a). La sección de Agrespone claramente de manifiesto la rela-ción temporal de estos dos eventos, demodo que el hundimiento de la platafor-ma fue anterior al evento anóxico.

El contexto paleogeográfico de la pla-taforma Prebética durante el Aptiense in-ferior estuvo marcado por un importanteepisodio tectónico extensional. En estasituación, la actuación de fallas lístricasen sucesivos pulsos dio lugar a lacompartimentación de la plataforma enbloques con subsidencia diferencial(Vilas, 2001). En concreto, la región deAlicante se comportó como un área alta-mente subsidente, especialmente en elsector de la Sierra de Mariola (Fig. 3).

Fig. 2.- Sección de Agres y correlación con las secciones de Mariola y Cau.

Fig. 2.- Agres section and correlation with Mariola and Cau sections.

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Esta actividad tectónica fue en parte res-ponsable de los dos principales eventosregistrados. Por un lado el hundimientode la plataforma se debió a la combina-ción de un evento tectónico que provocóun aumento brusco en la tasa desubsidencia y la entrada de los terrígenosdel miembro superior de la FormaciónLlopis, que contribuyeron al deterioro enlas condiciones ambientales, lo que llevó,en un contexto transgresivo, a la implan-tación de los ambientes hemipelágicos dela Formación Almadich. El depósito delas margas oscuras correspondientes alevento anóxico está relacionado con uncambio oceanográfico global (Jenkyns,1999), si bien el hecho de que quedaranregistradas en un ambiente de plataformapodría estar ligado con la tectónica local,que provocó la generación de un sectorsubsidente dentro de la misma, en la quelas condiciones favorables para la preser-vación de la materia orgánica dieron lu-gar al enriquecimiento en carbono de lossedimentos que, a diferencia de los ejem-plos de ambientes pelágicos, en este casotuvo una importante fuente en los aportescontinentales, como ha puesto de mani-fiesto el análisis realizado sobre la mate-ria orgánica.

Aunque ha sido establecido que elhundimiento de la plataforma fue previoal evento anóxico, ambos eventos pudie-ron estar relacionados genéticamente,como ya ha sido propuesto a partir deotros ejemplos (Weissert et al., 1998).Según estos autores, tanto el deterioroambiental como la tectónica que dieronlugar al hundimiento de la plataforma pu-dieron estar ligados a una activación de latectónica global, también causante de un

rápido aumento del contenido en CO2 at-mosférico, en último término responsabledel evento anóxico global (p.ej. Larson yErba, 1999).

Agradecimientos

Este trabajo ha sido co-financiado porel Proyecto de Investigación CGL2005-06636-C02-01 y por el Grupo de Investi-gación RNM-200 de la Junta de Andalu-cía. Agradecemos al Dr. R. Aguado (Uni-versidad de Jaén) la determinación de losforaminíferos planctónicos y a Dª Ampa-ro Carrillo, D. Baltasar Deutor y D. Oscardel Pico el tratamiento de las muestras.

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Fig.3.- Panel de correlación del Aptiense inferior del Prebético de Alicante. (Modificado a partir de Castro y Ruiz-Ortiz, 1998).

Fig. 3.- Correlation panel of the lower Aptian of the Prebetic of Alicante. (Modified from Castro and Ruiz-Ortiz, 1998).