A centimeter-scale analysis of the Hirnantian basal strata of the La Chilca Formation (Hirnantian-Early Wenlockian), Central Precordillera, San Juan Province, Argentina: Lithofacies change and paleoenvironmental significance

Abstract

Se aportan nuevos datos a partir del análisis a escala centimétrica, hasta 45cm de espesor, de los estratos basales (Zona de M. persculptus) de la Formación La Chilca (Hirnantiano- Wenlockiano temprano) en el área de Talacasto, Precordillera Central de San Juan. Un conglomerado con clasto de chert y un pseudo conglomerado Fe-fosfático, caracterizan la base de la Formación La Chilca, que yacen, mediante superficie erosiva (disconformidad), sobre calizas de la Formación San Juan, del Ordovícico Temprano. Este estudio ha sido realizado en cuatro secciones estratigráficas: Baños de Talacasto, Quebrada Ancha, Poblete Norte y Poblete Sur. Se han reconocido tres litofacies: Litofacies A1) Conglomerado con clastos de chert, el “clásico conglomerado basal de la Formación La Chilca”, expuesto en las secciones de Baños de Talacasto, Quebrada Ancha y Poblete Sur; Litofacies A2) pseudo-conglomerado Fe-fosfático, reconocida a la base de la Formación La Chilca, en la sección de Poblete Norte, donde no se observa la litofacies A1; Litofacies B) Arenisca oolítica, reconocida en las secciones de Quebrada Ancha, Poblete Norte y Poblete Sur, pero está ausente en la sección de Los Baños. Ha sido dividida en dos subfacies: B1, Arenisca cuarzosa con ooides; B2, Oolitas ferríferas. Las tres litofacies reconocidas son consideradas el resultado del evento transgresivo post-glacial del Hirnantiano. La superficie erosiva a la base de las litofacies A1 y A2 se interpretan, sobre la base de sus rasgos sedimentarios y estratigráficos, como superficies de ravinamiento por oleaje (wRs wave ravinement surface). De acuerdo con estos argumentos, las litofacies A1 y A2 se consideran depósitos residuales (lags deposits), estratigráficamente equivalentes, resultantes del pulso transgresivo inicial post-glacial de Hirnantiano, seguido por un segundo pulso responsable de los depósitos Fe-fosfáticos y de oolitas de la litofacies B. Sobre la base de las litofacies descriptas, sus relaciones estratigráficas y biozonas de graptolitos, se propone un esquema de correlación para las secciones estudiadas. De acuerdo con estudios de autores previos, nuestros datos sugieren que el Arco del Tambolar habría controlado la evolución tectosedimentaria de la cuenca Hirnantiano- Silúrico de Precordillera, sus litofacies y morfología como resultado del basculamiento hacia el Norte de la cuenca.

New data from a centimeter-scale analysis of the Hirnantian basal strata (M. persculptusZone), up to 45 cm thick, of the La Chilca Formation (Hirnantian-early Wenlock), at the Talacasto area, Central Precordillera, San Juan Province, are provided herein. A cherty pebble conglomerate and a Fe-phosphate pseudo-conglomerate, characterize the base of the La Chilca Formation, which erosively (disconformity), overlie Lower-Middle Ordovician limestone of the San Juan Formation. This study has been carried out in four stratigraphic sections: Baños de Talacasto, Quebrada Ancha, Poblete Norte and Poblete Sur. Three lithofacies have been recognized: 1) Lithofacies A1- Cherty pebble conglomerate, the classical “basal conglomerate” of the La Chilca Formation, exposed in the Los Baños, Quebrada Ancha, and Poblete Sur sections; which is overlain in sharp contact by ironstone and Fe-phosphate beds. 2) Lithofacies A2- Fe-phosphate pseudo-conglomerate recognized at the base of the La Chilca Formation, in the Poblete Norte section, where the Lithofacies A1 is not observed. 3) Lithofacies B- Oolitic sandstone, recognized in the Quebrada Ancha, Poblete Norte and Poblete Sur sections, but is absent in the Los Baños de Talacasto. It is divided into two subfacies: B1, Ooid quartz sandstone; B2, Iron-richoolites. The three studied lithofacies are thought as a result of the Hirnantian post-glacial transgression. Considering its sedimentary and stratigraphic features, the erosional surface at the base of the lithofacies A1 and A2, is thoughtful as a wave ravinement surface (wRs). In accordance with these arguments, the Lithofacies A1 and A2, are both characterized as lag deposits, but also as stratigraphic equivalents. These lithofacies are considered the result of an initial pulse of the post-glacial Hirnantian transgression, followed by a second pulse, responsible for the Fe-phosphate pseudo-conglomerate and Oolitic sandstone (Lithofacies B1 and B2). On the basis of the descriptive lithofacies, their stratigraphic relationship and graptolites biozones, a local stratigraphic correlation scheme between the studied sections is proposed. In accordance with previous authors, the data suggest that the uplift of the Tambolar arch controlled the tecto-sedimentary evolution of the Hirnantian-Silurian basin of Precordillera, driving lithofacies trends and morphology as result of a northwards tilting of the basin.