Portal de Periódicos da CAPES

Cyclic phosphate-rich successions in the upper Cretaceous of Colombia

1992; Elsevier BV; Volume: 93; Issue: 3-4 Linguagem: Espanhol

10.1016/0031-0182(92)90095-m

1872-616X

Karl B. Föllmi, Robert E. Garrison, Pedro C. Ramírez, Francisco Zambrano-Ortiz, William J. Kennedy, Benedikt L. Lehner,

Geological and Geophysical Studies Worldwide

Upper Cretaceous neritic to hemipelagic successions from the eastern Colombian Cordillera display frequent and rhythmic intercalations of phosphate-rich sediment. Their accumulation is attributed to a back-arc setting between the Andean arctrench system and the Guayana cratonic shield. In three examined sections near Tausa, Tunja, and Iza (all north of Bogotá), respectively, the phosphate-rich sediments occur in 1–15 m thick coarsening-upward series ideally consisting — from the base to the top — of porcelanite, organic-rich claystone, siltstone, sandstone, and a condensed and thoroughly burrowed top bed. Phosphatic particles appear either in thin gravity-flow deposits or in pristine, in-situ occurrences near the base of these successions, intercalated in fine-grained biosiliceous or clay-rich sediment, or in the condensed top bed. The major portion of this coarsening-upward series (porcelanite to sandstone) is considered a shallowing-upward succession and the thin condensed phosphatic top bed a deepening-upward succession. These rhythmic successions are interpreted as parasequences resulting from fourth-order relative sea-level changes. Based upon biostratigraphic age estimates, the time span of formation of these parasequences range between approximately 100,000 and 200,00 yr. The allochthonous phosphate intercalations near the base of the parasequences are derived from condensed phosphatic top beds, which may have been exposed at the sediment-water interface in proximal directions. This suggests that the parasequence boundaries, i.e., marine flooding surfaces, are diachronous and become younger in onshore directions. using the vertical stacking patterns of these parasequences, we distinguish between transgressive and highstand-systems tracts (TST and HST). TST's are characterized by the dominance of phosphatic sediment, laminated and organic-rich claystone, and laminated porcelanite. This suite of sediments documents high nutrient fluxes and the presence of an oxygen-minimum zone, both probably induced by coastal upwelling. HST's include laminated to well-bioturbated siliciclastic successions, which may reflect a weakening or basinward shift of upwelling cells and higher levles of bottom-water oxygenation. The dominance of siliciclastics in HST's is indicative of high detrital fluxes, which outpaced sediment-accomodation rates on the shelf. Upper Campanian ammonoids have been found in three levels of the Lower Plaeners Member of the Guadalupe Formation in the section near Tausa — Nostoceras (Nostoceras) liratum sp.n., Exiteloceras jenneyi (Whitfield, 1887), and Libycoceras sp. E. jenneyi is an important zonal marker in the U.S. Western Interior that is also known from the basal Mount Laurel Sand of Delaware, USA. Its occurrence at Tausa is the first record outside the USA and provides an important datum for intercontinental correlation. The type of Libycoceras sp. encountered in Tausa is also known from the upper Campanian of Peru and Angola. Together with the presence of Andalusiella polymorphia (Malloy, 1972), a dinoflagellate cyst, an age range is given for the formation of the Lower Plaeners Member at Tausa (late Campanian to early Maastrichtian). Secuencias del Cretácico superior neríticas hasta hemipelágicas de la cordillera colombiana del Este Muestran intercalaciones frecuentes y rítmicas de sedimentos ricos en fosfatos. Su acumulación se atribuye a una cuenca tipo "back-arc", situada entre el sistema del arco andino y el escudo cratónico de Guayana. El estudio de tres secciones en las regiones de Tausa, Tunja e Iza, respectivamente, ha mostrado que dichos sedimentos ricos en fosfatos, forman parte de una secuencia grano-creciente, que varía entre l y 15 m de espesor. La secuencia ideal consiste, de la base al techo, de porcelanitas, arcillas ricas en materia orgánica, limolitas, areniscas y una capa superior, condensada, completamente bioturbada. Los fosfatos se encuentran en los delgados depósitos de flujos gravitacionales, intercalados en los sedimentos biosilíceos de grano fino, cerca de la base de la mencionada secuencia. De menor importancia es la presencia de fosfatos como partículas formadas in situ; finalmente es posible encontrarlos en el estrato condensado del tope de la sección. Esta secuencia grano-creciente se considera como un ciclo sedimentario completo, donde la porción mayor comprendida por porcelanitas hasta areniscas, representa el hemiciclo de somerización, mientras que la capa fosfática condensada representa el hemiciclo correspondiente a la progresiva profundización de la cuenca. Estos ciclos sedimentarios son interpretados como parasecuencias resultantes de cambios de cuarto orden en el nivel del mar. Considerando a edades biostratigráficas estimadas, el tiempo para la formación de estas parasecuencias varía aproximadamente entre 100,000 y 200,000 años. Las intercalaciones alóctonas de fosfatos cerca de la base de las parasecuencias provienen de capas superiores fosfáticas condensadas, que probablemente fueron expuestas en el límite sedimento-agua en dirección proximal. Esto sugiere que los límites de las parasecuencias, p.e. superficies de inundación, son diácronos y se hacen más recientes en la dirección del continente. usando las variaciones en la apilación vertical de estas parasecuencias, distinguimos entre "systems tracts" de transgresión y alto nivel (TST y HST). TSTs estan caracterizadas por la predominancia de sedimentos fosfáticos, arcillas laminadas y ricas en materia orgánica, y porcelanitas laminadas. Esta serie de sedimentos documenta flujos ricos en nutrientes y la presencia de una zona de mínimo oxígeno, ambos probablemente inducidos por la dinámica de las corrientes costeras ("upwelling"). HSTs incluyen sucesiones siliciclásticas laminadas hasta bastante bioturbadas, que pueden reflejar una debilitación o un desplazamiento hacia la cuenca de dé células de "upwelling" y niveles más altos de oxigenación del agua de fondo. La predominancia de areniscas en HSTs indica flujos muy detriticos, que sobrepasan el porcentaje de acomodación de sedimentos en la plataforma continental. Amonites del Campaniano superior fueron encontrados en tres herizontes del Miembro Plaeners Inferior de la Formación Guadalupe en la sección cerca de Tausa. Nostoceras (Nostocera) ligrtrum sp. en la parte inferior y Exiteloceras jenneyi (Whitfield, 1887) en la parte media. E. jenneyi es un marcador de zona muy importante en la región centro-oeste de los Estados Unidos así como también en la arenisca basal de Mont Laurel, Delaware, Estados Unidos. En la porción superior del Miembro Plaeners Inferior, aparece el oxicono Libycoceras sp., que ha sido descripto para el Campaniano Superior de Perú y Angola. Por debajo de éste nivel, fueron identificados restos del dinoflagelado Andalusiella polymorpha (Malloy, 1972). La presencia de estos fósiles permite una datación precisa del Miembro Plaeners Inferior en Tausa (Campaniano tardio a Maastrichtiano temprano), al mismo tiempo que significa la primera descripción de E. jenneyi fuera de los Estados Unidos y provee por lo tanto una importante herramienta para la correlación intercontinental.