Andean Geology (Jan 2012)
Estratigrafía, petrografía sedimentaria y procedencia de las formaciones Sobral y Cross Valley (Paleoceno), isla Marambio (Seymour), Antártica Stratigraphy, sedimentary petrology and provenance of the Sobral and Cross Valley formations (Paleocene), Marambio (Seymour) Island, Antarctica
Abstract
Las formaciones Sobral y Cross Valley (Paleoceno) están limitadas por discordancias y constituyen parte del relleno cuspidal de la cuenca James Ross, extremo NE de la Península Antártica. Ambas presentan discontinuidades internas que permiten subdividirlas en alomiembros. La Formación Sobral representa sedimentación silicoclástica de plataforma marina durante al menos dos ciclos regresivos-transgresivos. La Formación Cross Valley rellena un valle angosto con depósitos volcanoclásticos de relleno de valle inciso con canales estuarinos que rematan en depósitos de planicie deltaica. Las areniscas de la Formación Sobral son feldarenitas líticas y litoarenitas feldespáticas, las de la Formación Cross Valley son litoarenitas feldespáticas y litoarenitas (volcánicas). Su estudio composicional sugiere un progresivo incremento en el aporte desde un arco volcánico que habría incrementado su actividad durante el Daniano cesando hacia el Thanetiano superior. La variación composicional de las areniscas permitió diferenciar dos petrofacies (S y CV respectivamente) con dos subpetrofacies (S I, S II, CV I y CV II). Estas sugieren un control de los ambientes sedimentarios sobre las modas detríticas e interferencia con la señal de procedencia. La alta proporción de cuarzo y glauconita en algunas unidades puede relacionarse con superficies de erosión, el retrabajo de unidades subyacentes cortadas por dichas superficies y/o con ambientes depositacionales de mayor energía. Los componentes volcánicos y metamórficos se relacionan con el área de procedencia. Se postula la superposición de dos fuentes predominantes de detritos, una extra y otra intracuencal. La primera representa la denudación de un arco volcánico episódicamente activo, con exposición de sus raíces plutónicas y metamórficas, ubicado en la actual península Antártica. Esta fuente se caracteriza por aportar los fragmentos líticos volcánicos y en menor medida metamórficos con porcentajes variables de cuarzo y feldespatos. La representación de estas rocas en los diagramas de procedencia indican orógenos reciclados (y mezcla) durante los períodos de mayor denudación y arcos disectados a no disectados luego de episodios de vulcanismo activo. El alto porcentaje de cuarzo en algunas secciones señala el enriquecimiento en fragmentos resistentes a partir del retrabajo de las sedimentitas subyacente favorecido por el carácter friable de las mismas y/o el desarrollo de ambientes de sedimentación de alta energía y/o baja velocidad de soterramiento.The unconformity bounded Paleocene Sobral and Cross Valley formations represent part of the uppermost infill of the James Ross Basin of northeastern Antarctic Peninsula. Both units have been subdivided into allomembers since they also present internal unconformities. The Sobral Formation represents silicoclastic sedimentation on a marine shelf during at least two transgressive-regressive cycles. The Cross Valley Formation fills in a narrow valley with volcaniclastic deposits representing an incised valley system with estuarine and subsequent deltaic facies. Sandstones of the Sobral Formation are feldspathic litharenites and lithic arkoses while those of the Cross Valley Formation are feldspathic litharenites to litharenites (volcanic). The sandstone composition (petrofacies) of the Sobral and Cross Valley formation suggest provenance from a dissected volcanic arc that increased its activity during the Danian but decline again towards the late Thanetian. A detailed analysis of the sandstone compositional trends allowed to differentiate two petrofacies (S and CV) and two sub-petrofacies (S I, S II, CV I and CV II respectively). The sub-petrofacies suggest a control from the sedimentary environments upon the detrital modes and their interference with the true provenance signal. The increase in quartz and glauconite in some units may be related to the unconformities and reworking of the underlying sedimentary units as well as development of high energy environments. On the other hand, volcanic, plutonic and metamorphic rock fragments are related to the provenance area. The overlap of two main sources of sediments, one from the basin edge and other within the basin is then envisaged. The first one represents the unroofing of a volcanic arc located at the present day position of the Antarctic Peninsula. This source shed volcanic rock fragments and minor metamorphic rock fragments with variable amount of quartz and feldspars. This composition plots within the recycled orogen and dissected arc fields of the provenance diagrams representing periods of arc inactivity and deep erosion and plots within the volcanic arc fields after times of volcanic activity. On the other hand, sandstones with high proportion of quartz recorded at specific levels within the sequence suggests breakdown of less resistant components and reworking of the loose underlying sedimentary rocks favoured by low sedimentary rates and/or in high energy environments.
