Procesos de concentración de partículas fosfáticas bioclásticas en ambientes marinos someros

Duperron, María

Registro:

Documento:	Tesis Doctoral
Título:	Procesos de concentración de partículas fosfáticas bioclásticas en ambientes marinos someros
Título alternativo:	Processes of concentration of bioclastic phosphate particles in shallow marine environments
Autor:	Duperron, María
Editor:	Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Lugar de trabajo:	Universidad de Buenos Aires - CONICET. Instituto de Geociencias Básicas, Aplicadas y Ambientales de Buenos Aires (IGEBA)
Fecha de defensa:	2023-07-31
Fecha en portada:	31 de julio de 2023
Grado Obtenido:	Doctorado
Título Obtenido:	Doctor de la Universidad de Buenos Aires en el área de Ciencias Geológicas
Departamento Docente:	Departamento de Geología
Director:	Scasso, Roberto Adrián
Consejero:	Orgeira, María Julia
Jurado:	Marensi, Sergio; Perillo, Gerardo M. E.; Cichowolski, Marcela
Idioma:	Español
Palabras clave:	FOSFORITAS; BRAQUIOPODOS LINGULIFORMES; SEDIMENTOS BIOCLASTICOS; SEDIMENTOS MIXTOS; COMPORTAMIENTO HIDRODINAMICO; TAFONOMIA; ORDOVICICO; NOROESTE ARGENTINOPHOSPHORITES; LINGULIFORM BRACHIOPODS; BIOCLASTIC SEDIMENTS; MIXED SEDIMENTS; HYDRODYNAMIC BEHAVIOR; TAPHONOMY; ORDOVICIAN; NORTHWESTERN ARGENTINA
Formato:	PDF
Handle:	https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7429_Duperron
PDF:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/download/tesis/tesis_n7429_Duperron.pdf
Registro:	https://bibliotecadigital.exactas.uba.ar/collection/tesis/document/tesis_n7429_Duperron
Ubicación:	GEO 007429
Derechos de Acceso:	Esta obra puede ser leída, grabada y utilizada con fines de estudio, investigación y docencia. Es necesario el reconocimiento de autoría mediante la cita correspondiente. Duperron, María. (2023). Procesos de concentración de partículas fosfáticas bioclásticas en ambientes marinos someros. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7429_Duperron

Resumen:

Se realizó un estudio sedimentológico, tafonómico y estratigráfico sobre las fosforitas bioclásticas del Ordovícico del Noroeste Argentino, conformadas por fragmentos de braquiópodos linguliformes, con el objetivo de determinar los procesos sedimentarios y mecanismos de concentración que produjeron su acumulación. El análisis tafonómico de conchillas de Lingula anatina Lamarck permitió definir los atributos tafonómicos más relevantes para el estudio de los bioclastos, particularmente susceptibles a los procesos bioestratinómicos por su naturaleza organo-fosfática. Se estudió experimentalmente el comportamiento hidrodinámico de los bioclastos organo-fosfáticos por primera vez: se determinó su velocidad de caída y velocidad de corte crítica para el inicio del movimiento, y se realizaron modelados sobre procesos de segregación en lechos sedimentarios mixtos. Se encontró que la forma aplanada y baja densidad de los bioclastos les confiereuna marcada facilidad para mantenerse en transporte gracias a sus bajas velocidades de caída, combinada con una resistencia significativa a la erosión debido a sus elevadas velocidades de corte críticas. Este comportamiento dual les confiere una importante movilidad. La aplicación de los resultados obtenidos al análisis de microfacies de las fosforitas permitió comprobar cómo dicho comportamiento favorece la concentración de los bioclastos organo-fosfáticos con respecto a los sedimentos terrígenos. Se definieron dos mecanismos de segregación: 1. transporte diferencial entre los bioclastos transportados como carga de lecho y los sedimentos silicoclásticos finos (limo grueso a arena muy fina) transportados en suspensión; 2. transporte diferencial entre los bioclastos de formas más aplanadas transportados como carga de lecho rápida grano a grano, y los sedimentos silicoclásticos gruesos (arena fina a gruesa) transportados como carga de lecho lenta dentro de formas de lecho. Se comprobó que el primer mecanismo es efectivo para producir la concentración de los bioclastos fosfáticos a nivel de facies; el segundo mecanismo resulta potencialmente menos eficiente debido a la mayor similitud hidrodinámica entre los sedimentos bioclásticos y silicoclásticos involucrados. Asímismo, se interpreta que su importante resistencia a la erosión favorece la preservación de las acumulaciones fósiles bioclásticas. Los rasgos estratigráficos y tafonómicos de las fosforitas, caracterizadas por múltiples discontinuidades erosivas y presencia de elementos reelaborados, reflejan un importante grado de condensación estratigráfica y baja dilución sedimentaria por bypass dinámico del material silicoclástico y concentración de los restos fósiles que permite clasificarlas como concentraciones hiatales. Su presencia en el tope de ciclos granocrecientes evidencia que dichas condiciones se desarrollan por la colmatación del espacio de acomodación durante intervalos de regresión. La distribución irregular y relativa escasez de trazas fósiles, restos corpóreos y estructuras algales en las sucesiones portadoras y dentro de las mismas fosforitas reflejan condiciones paleoecológicas de sedimentación episódica y estrés asociado a fluctuaciones en los parámetros ambientales, que permiten el desarrollo de paleocomunidades dominadas por braquiópodos linguliformes. El análisis de facies y microfacies de las fosforitas indica que las concentraciones fósiles del NOA se habrían formado por la acción del oleaje de tormenta y corrientes de retorno en ambientes marinos someros cercanos al nivel base del oleaje de buen tiempo. El conjunto de condiciones estratigráficas, paleoecológicas y paleoambientales descriptas habrían favorecido la concentración de los bioclastos organo-fosfáticos a partir del lavado de los sedimentos finos y su transporte en suspensión hacia ambientes más distales. La formación de las fosforitas habría sido favorecida por la escasa disponibilidad en estos paleoambientes de sedimentos arenosos de mayor granulometría, cuyos modos y tasas de transporte resultan comparables a los de los sedimentos organo-fosfáticos resultando en mecanismos de segregación menos eficientes.

Abstract:

A sedimentological, taphonomic and stratigraphic study was carried out on bioclastic phosphorites from the Ordovician of Northwestern Argentina, formed by fragments of linguliform brachiopods, in order to determine the sedimentary processes and concentration mechanisms that produced their accumulation. Taphonomic analysis of shells of Lingula anatina Lamarck allowed us to define the most relevant taphonomic attributes for the study of bioclasts, which are particularly susceptible to biostratinomic processes due to their organo-phosphatic nature. The hydrodynamic behavior of organophosphatic bioclasts was studied experimentally for the first time; we determined their sedimentation velocity and critical shear velocity, and modelled segregation processes in mixed sedimentary beds. It was found that the flattened shape and low density of the bioclasts gives them a marked facility to remain in transport due to their low sedimentation velocities, combined with a significant resistance to erosion due to their high critical shear velocities. This dual behavior gives them significant mobility. The application of the obtained results to the microfacies analysis of phosphorites allowed us to verify how this behavior favors the concentration of organo-phosphate bioclasts with respect to terrigenous sediments. Two segregation mechanisms were defined: 1. differential transport between bioclasts transported as bedload and fine siliciclastic sediments (coarse silt to very fine sand) transported in suspension; 2. differential transport between bioclasts of more flattened forms transported grain by grain as fast bedload, and coarse siliciclastic sediments (fine to coarse sand) transported within bedforms as slow bedload. The first mechanism was found to be effective in producing facies-level concentration of phosphate bioclasts; the second mechanism is potentially less efficient because of the greater hydrodynamic similarity between the bioclastic and siliciclastic sediments involved. Likewise, the significant resistance to erosion shown by these sediments is interpreted to favor the preservation of the bioclastic fossil accumulations. The stratigraphic and taphonomic features of the phosphorites, characterized by multiple erosional discontinuities and presence of reworked elements, indicate an important degree of stratigraphic condensation and low sedimentary dilution by dynamic bypass of the siliciclastic material and concentration of the fossil remains, which allows them to be classified as hiatal concentrations. Their presence at the top of coarsening-upwards cycles is evidence that such conditions develop by infilling of the accommodation space during regression intervals. The irregular distribution and relative scarcity of trace fossils, body fossils and algal structures in the phosphorite-bearing sedimentary successions and within the phosphorites themselves indicate paleoecological conditions of episodic sedimentation and stress associated with fluctuations in environmental parameters, which allow the development of paleocommunities dominated by linguliform brachiopods. Facies and microfacies analysis of the phosphorites indicates that the fossil concentrations were formed by the action of storm surge and rip currents in shallow marine environments near the fair-weather wave base. The described stratigraphic, paleoecological and paleoenvironmental conditions favored the concentration of organo-phosphate bioclasts by the winnowing of fine siliciclastic sediments and their suspension-transport to more distal environments. The formation of phosphorites may have been favored by the scarce availability in these paleoenvironments of coarser siliciclastic sediments, whose transport modes and rates are comparable to those of organo-phosphate sediments, resulting in less efficient segregation mechanisms.

Citación:

---------- APA ----------

Duperron, María. (2023). Procesos de concentración de partículas fosfáticas bioclásticas en ambientes marinos someros. (Tesis Doctoral. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales.). Recuperado de https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7429_Duperron

---------- CHICAGO ----------

Duperron, María. "Procesos de concentración de partículas fosfáticas bioclásticas en ambientes marinos someros". Tesis Doctoral, Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, 2023.https://hdl.handle.net/20.500.12110/tesis_n7429_Duperron

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