Sedimentologia, petrologia i geoquímica (elements traça i isòtops) dels estromatòlits de la Conca Eocena Sudpirinenca

Abstract

El Complex Terminal inclou l'interval de materials dipositats en el vorell de la conca per sobre de la Seqüència Deposicional de Milany, i per sota de la Seqüència Deposicional de Solsona. Comprén tres nivells carbonatats separats per materials siliciclàstics progradants. Els nivells estromatolítics presents en els diferents vorells de la Conca Eocena Sudpirinenca estan formats per una associació de microfàcies algunes d'origen orgànic i d'altres d'origen inorgànic.<br/><br/>En les Unitats Carbonatades Inferior i Mitja del Complex Terminal s'han diferenciat en total sis microfàcies carbonatades, una d'elles dividida en dues submicrofàcies. En la Unitat Carbonatada Superior, constituïda pels nivells estromatolítics, s'han descrit 26 microfàcies diferents que presenten una distribución complexa en les diferents àrees.<br/><br/>En base a les característiques petrogràfiques s'han diferenciat tres tipus diferents d'organismes formadors de l'estromatòlit: els cianobacteris filamentosos, els cianobacteris coccoides, i els bacteris.<br/><br/>Pel que fa a la geoquímica, dels diferents elements analitzats (sodi, calci, estronci, magnesi, manganès, i ferro), el sodi és el que mostra una major relació amb el tipus de microfàcies, de manera que els estromatòlits cianobacterians presenten baix contingut en sodi, i els estromatòlits bacterians presenten alts continguts en aquest element.<br/><br/>Dins de l'interval estromatolític, l'increment de la salinitat no és progressiu, sinó que existeixen canvis sobtats que indiquen dilucions de les aigües remanents en la conca.<br/><br/>Per la relació existent entre el contingut en sodi i el contingut en manganès, s'estableix una relació entre les condicions més evaporades i les condicions més reductores, de manera que quan hi ha un dilució en el medi, disminueix en la vertical el contingut en ambdos elements.<br/><br/>En els estromatòlits estudiats, el contingut en manganès, magnesi, ferro i estronci, indica un origen més relacionat amb aigües meteòriques que amb aigües marines. Aquesta evidència de forta influència d'aigües continentals és fa més palesa en els estromatòlits cianobacterians que en els bacterians.<br/>Els estromatòlits cianobacterians, els biolaminoides i els estromatòlits bacterians mostren una evolució progressiva cap a valors més enriquits en (18)O, el que interpretem com un pas cap a condicions progressivament més evaporades.<br/><br/>Degut a que els tres tipus d'estromatòlits no mostren diferencies apreciables en la (13)C, podem interpretar que els efectes vitals d'aquests microorganismes no produeixen fraccionament isotòpic en la 13(C), o bé, que si en produeixen és del mateix ordre.<br/><br/>La composició isotòpica en (18)O dels estromatòlits cianobacterians indica que s'han format en unes aigües amb molta influència continental, poc o gens evaporada. El desplaçament progressiu cap a valors més enriquits en (18)O per als biolaminoides, i finalment per als estromatòlits bacterians, indica la progressiva evaporació i concentració d'aquesta aigua a messura que la conca s'anava restringint, el vorell anava migrant cap a zones més centrals, i els estromatòlits' es desenvolupaven en àrees més distals sota condicions més restringides.<br/>L'estudi de la fauna epifítica (foraminífers, algues vermelles coral.lines) del registre fòssil, en un medi de substrat tou, ens ha permès renonèixer, segons els cicles de maduració, el tipus de cobertora vegetal. En les unitats carbonatades Inferior, Mitjà i Superior del Complex Terminal, s'han descrit en total, 5 biofàcies diferents.<br/>Pel que fa a l'evolució de la conca, podem dir que previ al desenvolupament del Complex Terminal, la sedimentació en la conca es caracteritzava pels sistemes deltaics progradants i el desenvolupament d'esculls coral.lins de la seqüència deposicional de Milany.<br/>El Complex Terminal reflecteix moments de desenvolupament de plataformes somes i moments de progradació i rebliment de la conca.<br/><br/>En la vertical, les diferents microfàcies que formen les tres unitats del Complex Terminal mostren una fondària progressivament més soma, un pas de medis on predominen les condicions oligotròfiques a medis on predominen les condicions eutròfiques, i un pas d'una cobertora vegetal perenne a una cobertora macroalgal estacional i finalment auna colonització de tot el fons per tapisssos microbians.<br/><br/>L'ambient deposicional dels estromatòlits cianobacterians podria correspondre a una maresma costanera protegida, separada de la conca per les barres infrajacents de la Unitat Mitja carbonatada, i sotmesa a emersions periòdiques.<br/><br/>L'ambient deposicional dels estromatòlits bacterians podria correspondre a una zona extensa molt soma, amb condicions restringides, però sense existir una barrera física que la separès del reste de la conca.<br/><br/>Els estromatòlits de tipus bacterià s'han format posteriorment als estromatòlits de tipus cianobacterià, en unes aigües sotmeses a una major evaporació i més concentrades.<br/><br/>L'acabament del desenvolupament dels estromatòlits en la conca s'hauria degut a l'arribada d'aports siliciclàstics en les zones més proximals, i a l'alta salinitat del medi en les zones més distals, que originarien directament el desenvolupament de les sèries evaporítiques.

<i>The Eocene Terminal Complex is constituted by three carbonate units, separated by siliciclastic prograding sediments.<br/><br/>The Lower and Middle Carbonate Units are mainly formed by epiphytic foraminifera and coralline algae limestones, constituting vast homoclinal platforms. Different types of vegetation cover can be recognized by the longevity cycles of the epiphytic organisms found in these limestones.<br/><br/>Normal marine salinity conditions prevailed in the basin during deposition of the Lower and Middle Carbonate Units, the environment was globally oligotrophic, and the bottom<br/>was colonized by perennial vegetation during deposition of the Lower Unit and by seasonal vegetation in the Middle Unit.<br/><br/>The Upper Unit is mainly composed of stromatolites occurring as planar-stratiform macrostructures. The microbiota responsible for building these stromatolites are cyanobacteria (filamentous and coccoidal) and bacteria.<br/><br/>The delta(18)O values of cyanobacterial stromatolites point out to a fresh, non evaporated, water influence, during stromatolite growth. The progressive shift towards more enriched values of delta(18)O in the biolaminoids, and finally into the bacterial stromatolites, suggests a continuous evaporation and concentration of water.<br/><br/>The delta(13)C signature is similar in all the stromatolitic microfacies studied. Suggesting that either the vital cycle of these microbiota (filamentous and coccoidal cyanobacteria, and bacteria) did not produce isotopic fractionation in the (13)C, or it fractionation has occurred, it was of the same order of magnitude.<br/><br/>The different range of values in cyanobacterial and bacterial micrites, and bulk rock samples, largely demonstrate the role of primary fabric in controlling the extent ot diagenetic alteration.<br/><br/>The different microfacies of the Terminal Complex reflect a shallowing upwards trend and a change from oligotrophic to eutrophic dominant conditions, a variation from perennial to macroalgal seasonal vegetation cover and finally a bottom colonization by microbial mats. The hypersalinity conditions are recorded in the stromatolites.<br/><br/>The relationship between delta(18)O and trace elements suggests that different microfacies correspond to variations in depositional conditions. Therefore, the environmental geochemical conditions (Le. degree of salinity ot the waters) determine the kind of microbiota responsible for building these stromatolites. The end of stromatolite growth was probably caused by siliciclastic input in the more proximal areas, and by extremely high salinities in the more distal areas. The stromatolites predate the gypsum deposits. </i>