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Sedimentologia de las calizas de Piedrasluengas (Carbonifero medio de la region del Pisuerga-Carrion, Zona Cantabrica).

RESUMEN: La Caliza de Piedrasluengas es una unidad carbonatada de edad Vereiense superior-Kashiriense (subpisos pertenecientes al piso Moscoviense; serie Carbonifero medio; subsistema Pennsilvaniense; sistema Carbonifero) (MENNING et al., 2006), que aflora en el margen NE del sinclinal de Casavegas, perteneciente al Area del Pisuerga de la Unidad del Pisuerga-Carrion (Zona Cantabrica).

En este trabajo se ha realizado un estudio estratigrafico y sedimentologico de dicha unidad en las proximidades de su area tipo, entre las localidades de Camasobres y Piedrasluengas. En esta zona, la unidad presenta un espesor variable entre 200 y 300 na y se dispone con base gradual sobre los depositos siliciclasticos marinos del Grupo Potes mientras que su techo esta trancado por una importante discontinuidad, conocida como discordancia Palentina.

El estudio ha permitido identificar e interpretar 15 litofacies cuyo ordenamiento vertical y lateral configura un modelo de plataforma carbonatada en rampa. En dicho modelo, la rampa interna estaria constituida principalmente por calizas grainstone ooliticas, peloidales y bioclasticas; la rampa media, por calizas wackestone y packstone con abundantes algas tipo Beresella y esponjas calcareas tipo Chaetetes, y la rampa externa, por calizas wackestone con espiculas de esponjas y calizas micriticas bioconstruidas.

El apilamiento vertical de estas facies permite separar hasta 12 ciclos transgresivos-regresivos, de potencia variable entre 5 y 50 m, limitados por superficies con evidencias de exposicion aerea desarrolladas sobre facies submareales. Estas secuencias son interpretadas como el resultado de ciclos de gran amplitud y alta frecuencia (ciclos de 4-5 orden) de origen glacioeustatico, caracteristicos de los periodos glaciares del Carbonifero (icehouse cycles).

Palabras clave: Zona Cantabrica, Unidad del Pisuerga-Carrion, sedimentologia, estratigrafia, ciclos transgresivos-regresivos, Moscoviense, Carbonifero.

ABSTRACT: The Piedrasluengas Limestone is a carbonate unit, Kashirian-late Vereian in age (substage belong to stage Moscovian; serie Middle Carboniferous; subsystem Pennsylvanian; system Carboniferous) (MENNING et al., 2006), which crops out in the NE limb of the Casavegas syncline of the Pisuerga Area (Pisuerga-Carrion Province, Cantabrian Zone).

This work presents a stratigraphic and sedimentological study of the Piedrasluengas Limestone in the vicinity of its type area, between the localities of Camasobres and Piedrasluengas. In this area, the unit, which ranges from 200 to 300 m in thickness, gradationally overlies the marine siliciclastics of the Potes Group whereas its top is truncated by a major discontinuity, namely, the Palentian unconformity.

In the study area, 15 lithofacies have been distinguished in the Piedrasluengas Limestone, which fits a carbonate-platform ramp model. In this model, inner ramp deposits comprise mainly ooidal, peloidal and skeletal grainstones, whereas wacke- and packstones with abundant beresellid algae and Chaetetes sponges account for the mid ramp and, finally, wacke- to packstones with abundant siliceous sponge spicules and micrite buildups represent the outer ramp.

Facies vertical stacking patterns permit to individualize up to 12 transgressive-regressive cycles in the Piedrasluengas Limestone, which range between 5 and 50 m in thickness and are bound by subaerial exposure surfaces developed on subtidal f;acies. These sequences are interpreted as the record of high amplitude and high frequency (4th-5th order) cycles controlled by glacioeustatic sea-level changes, which were characteristic of the Carboniferous glacial periods (icehouse cycles).

Key words: Cantabrian Zone, Pisuerga-Carrion Province, sedimentology, stratigraphy, transgressive-regressive cycIes, Moscovian, Carboniferous.

[Sedimentology of the Piedrasluengas Limestone (Moscovian of the Pisuerga-Carrion Province, Cantabrian Zone)]

1. INTRODUCCION Y OBJETIVOS

Las condiciones optimas para el funcionamiento de los sistemas sedimentarios carbonatados se encuentran en zonas someras por encima de los 50 m de profundidad (BOSENCE & WILSON, 2003). En estas condiciones, los procesos generadores del carbonato y la distribucion del mismo, a lo largo del sistema, estan fuertemente controlados por las oscilaciones de distinta frecuencia en el espacio de acomodacion, dando como resultado una marcada ciclicidad en la sucesion de facies (BURCHETTE & WRIGHT, 1992). Por esta razon, la identificacion e interpretacion de las facies, de sus secuencias sedimentarias y de la organizacion de estas en las sucesiones estratigraficas se consideran los objetivos que permiten conocer los mecanismos que controlaron la distribucion en el espacio y en el tiempo, de los procesos involucrados en la genesis de los sistemas carbonatados (READING, 1996; HENNEBERT & LEES, 1991; CATUNEANU, 2006).

Dichos objetivos han sido los perseguidos con la realizacion del presente estudio estratigrafico y sedimentologico de las Calizas de Piedraluengas, pertenecientes ai Moscoviense (Carbonifero medio) de la Unidad del Pisuerga-Carrion de la Zona Cantabrica (Fig. 1). El estudio se ha hecho en el estratotipo de la unidad localizado en los afloramientos situados entre los pueblos de Camasobres y Piedrasluengas en el N de la provincia de Palencia (Figs. 1 y 2).

2. LOCALIZACION GEOLOGICA

Las Calizas de Piedrasluengas, tambien denominadas Formacion Piedrasluengas por BROUWER & VAN GINKEL (1964), constituyen una sucesion carbonatada de edad Vereiense superior-Kasbiriense (GINKEL, 1965; RODRIGUEZ FERNANDEZ et al., 1986; E. VILLA [com. per.], 2011) localizada en el margen NE del sinclinal de Casavegas, perteneciente al Area del Pisuerga de la Unidad del Pisuerga-Carrion de la Zona Cantabrica (Fig. 1).

La Zona Cantabrica durante el Carbonifero constituyo la cuenca de antepais del orogeno Varisco y sus sedimentos fueron deformados principalmente por cabalgamientos en un modelo tectonico de piel fina (thin-skinned tectonics) (PEREZ-ESTAUN et al., 1988). Fue dividida por JULIVERT (1967, 1971) y PEREZ-ESTAUN & BASTIDA (1990) en base a caracteristicas estructurales y estratigraficas, en un conjunto de unidades (Fig. 1). De ellas, la Unidad del Pisuerga-Carrion ocupa el nucleo del Arco Asturico y posee la Serie Pennsilvaniense mas completa y variada de la Zona Cantabrica. Dicha Serie, debido a su caracter sinorogenico, esta caracterizada por presentar importantes cambios en litologia, espesor y facies de unos sectores a otros de la Unidad, lo que dificulta su correlacion litoestratigrafica, que se realiza mediante el uso de tres discontinuidades de ambito regional, conocidas como Palentina, Leonica y Asturica (WAGNER, 1965; RODRIGUEZ FERNANDEZ & HEREDIA, 1987; HEREDIA et al., 1990; COLMENERO et al., 2002). Desde el punto de vista estratigrafico y sedimentologico, las Calizas de Piedrasluengas fueron descritas inicialmente por GRAAFF (1971).

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Las Calizas de Piedrasluengas han sido cartografiadas a distintas escalas por diferentes autores: SITTER (1964), MAAS (1974), RODRIGUEZ-FERNANDEZ el al. (1986) y OMANA & LEYVA (1988). En todos ellos se presentan como un nivel estratigrafico de espesor variable, situado en el techo del Grupo Potes y bajo el miembro de los conglomerados del Curavacas. Para la realizacion del presente trabajo se ha confeccionado una cartografia detallada con el auxilio de ortofotos del PNOA del 2005, con tamano de pixel de 25 cm y datum ed 50, la cual revela que en el area de estudio las Calizas de Piedrasluengas constituyen un sinclinal apretado con plano axial buzando hacia el S y eje con direccion NO-SE y cortado por cabalgamientos con vergencia N-NE (Fig. 2).

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3. CARACTERES ESTRATIGRAFICOS GENERALES

Estratigraficamente, las Calizas de Piedrasluengas suceden concordantemente en su base a los materiales siliciclasticos turbiditicos y deltaicos del Grupo Potes, mientras que en el techo estan separadas por la discordancia Palentina (WAGNER, 1965) de los depositos, tambien siliciclasticos, de la Formacion Vanes en cuya parte inferior se situa la unidad conglomeratica conocida como Conglomerados del Curavacas (Fig. 2) (WAGNER et al., 1984; RODRIGUEZ-FERNANDEZ et al., 1986).

Para su estudio se han realizado 5 secciones estratigraficas, 4 de ellas en el flanco E del sinclinal (secciones 1, 2, 3 y 4) y una (seccion 5) en el flanco O del mismo (Fig. 2). El espesor de las mismas varia entre 305 m (seccion 2) y 205 m (seccion 5) y de su analisis se deduce que en las Calizas de Piedrasluengas pueden diferenciarse dos grandes tramos (Figs. 3 y 4):

El tramo A esta constituido por calizas micriticas peloidales de aspecto masivo y potencias que varian entre 130 m (seccion 2) y 65 m (seccion 4). Forma un gran litosoma con morfologia monticular que, lateralmente, se interdigita con calizas packstone-grainstone de intradastos, bien estratificadas (seccion 2 y 4, Fig. 3). El limite superior del tramo suele ser una superficie irregular con rasgos de exposicion subaerea que, en algunas partes (seccion 2, Fig. 3), desarrolla procesos de karstificacion, con cavidades rellenas de cuarciarenitas de tamano de grano medio-grueso. En otros casos (seccion 5, Fig. 4), esta superficie esta sustituida por niveles con cantos cuarciticos dispersos de hasta 20 cm de diametro, bien redondeados.

El tramo B posee un caracter estratificado y su espesor varia entre 190 m (seccion 4, Fig. 3) y 105 m (seccion 5, Fig. 4). Esta constituido por alternancias de calizas wackestone-packstone peloidales de colores oscuros bien estratificadas y con abundantes bioclastos, calizas wackestone con espiculas de esponjas con estratificacion ondulante, calizas grainstone ooliticas y bioclasticas, y calizas micritas con Donezella, dispuestas tambien en cuerpos tabulares y potencia entre 6 y 40 m (Figs. 3 y 4).

4. SEDIMENTOLOGIA

4.1. FACIES

En las Calizas de Piedrasluengas se han identificado, descrito e interpretado un total de 15 facies carbonatadas. Los caracteres generales de las mismas se han recopilado en la Tabla 1.

Facies M1: Micritas peloidales nodulosas.--En campo aparecen como calizas micriticas oscuras de aspecto brechoideo, formando un cuerpo con gran continuidad lateral de hasta 3 m de espesor en la base de la sucesion carbonatada. Texturalmente, es una caliza micritica peloidal organizada en pequenas masas subesfericas coalescentes entre si, con frecuentes tubos de gusano de tipo Tartarella. Los bioclastos son muy escasos, inferiores al 1%. Estan representados por briozoos cistoporidos, braquiopodos, trilobites y corales solitarios. Posee porosidad primaria, representada por grandes poros con formas irregulares, bordeados por cementos fibrosos-radiaxiales y rellenos geopetales de micrita y limo calcareo (sedimento carbonatado con tamano de cristal mayor de 4 [micro]m).

Calizas con caracteristicas similares han sido interpretadas como carbonato precipitado por la actividad metabolica de comunidades bacterianas (RIDING, 2000; RIDING & TOMAS, 2006), representando una automicrita formada por procesos de organomineralizacion (NEUWEILER et al., 1999). Este tipo de depositos han sido tambien definidos como una microbial boundstone por BURNE & MOOE (1987). Debido a que estos procesos de precipitacion de carbonato estan asociados a comunidades de organismos heterotrofos (bacterias y esponjas), su formacion puede producirse en zonas disfoticas o pobremente iluminadas, situadas por debajo del nivel de accion de oleaje y deficientes en oxigeno como indica el color oscuro de la facies (DELLA PORTA et al., 2003).

Facies M2: Micritas peloidales con cemento.- Son calizas masivas de color gris claro formando grandes litosomas de hasta 130 m de potencia con geometria monticular que lateralmente se interdigitan con facies grainstone intraclasticas (GR1). Estan compuestas principalmente por una matriz micritica peloidal que preserva cavidades primarias irregulares (menores de 5 cm) bordeadas por cementos fibrosos-radiaxiales, junto con otras de tamano decimetrico rellenas por botroides de cementos fibroso. Existen diversas estructuras asociadas a esta matriz como son: construcciones tromboliticas formadas por micritas peloidales, estructuras estromatoliticas definidas por una tenue lamanacion convexa hacia el techo y cortezas micriticas de 1 a 2 cm de espesor y varios centimetros de longitud con tendencia a presentar formas concavas hacia el techo dejando cavidades que se rellenan de cementos fibrosos con fabrica botroidal. El contenido en bioclastos es escaso, menor del 5%, los mas comunes son foraminiferos, equinodermos, briozoos y braquiopodos. Hacia la mitad superior de los litosomas hay una disminucion paulatina de las estructuras anteriormente descritas y de los cementos marinos tempranos, haciendose frecuentes los biomoldes de talos de algas filoides del taxon Eugonophyllum, embebidos en una matriz de micrita peloidal-grumosa (Fig. 5-1). En los ultimos metros superiores de las bioconstrucciones de esta facies aparecen parches con texturas grainstone embebidos en la caliza micritica, formados por peloides y pequenos bioclastos como equinodermos y foraminiferos.

Facies similares, constituidas por micritas peloidales, han sido interpretadas por diversos autores como una precipitacion in situ de carbonato como consecuencia de la actividad metabolica de bacterias (PRATT, 1995; RIDING, 2000; RIDING et al., 2006). Las caracteristicas que presenta esta facies son propias de los nucleos de monticulos de fango (mud-mouds) descritos por PRATT (1995), MONTY (1995), LEES & MILLER (1995), los cuales se desarrollan en aguas profundas, pobres en oxigeno y ricas en nutrientes, aunque con cierta energia en las aguas ya que para la precipitacion de los cementos submarinos tempranos es necesaria una circulacion de agua a traves de los poros, lo que provoca que esta se este renovando constantemente y exista un suministro continuo de carbonato (PRATT, 1995; SCHLAGER, 2003).

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Facies M3: Calizas micriticas con Donezella.- Tienen color gris claro y estan formadas por cuerpos o litosomas tabulares con potencias que oscilan entre 6 y 40 m y longitud entre 100 a 500 m. Texturalmente corresponde a una caliza micritica en la que el componente dominante es una matriz formada por micrita homogenea con bioclastos de tamano diverso. El caracter bioconstruido de la facies esta representado por estructuras formadas por micritas peloidales con poros fango-soportados y abundantes colonias de Donezella constituidas por una red de talos del propio organismo rodeados de micrita, dando lugar a una estructura con porosidad primaria de crecimiento. Fragmentos de estas colonias aparecen como intraclastos dentro de la matriz micritica. Otros organismos como Tartarella o Terebella tambien llegan a desarrollar estructuras rigidas con una porosidad primaria irregular con relleno geopetal de sedimento carbonatado. Los bioclastos son comunes, entre los que se encuentran equinodermos, briozoos y foraminiferos.

En esta facies, su composicion principal de sedimento micritico y la falta de geometria en monticulo de los litosomas la hacen semejante a los mudmounds de bajo relieve definidos por RIDING (2002). El desarrollo de la misma estaria favorecido por una baja energia (como muestra el alto contenido en fango micritico) y la ausencia de cementos marinos (DELLA PORTA et al., 2002a). El organismo Donezella, segun estos autores, pudo haber vivido en un amplio rango de profundidades que llegaria hasta 200 m. BOWMAN (1979) indica que bioconstrucciones de Donezella crecieron en profundidades de unos 15 m cuando aparece asociada a Dasicladaceas. Dentro de este grupo de algas se encuentra la Antracoporella, cuya presencia es frecuente en los metros superiores de los biostromos constituidos por esta facies. Por lo tanto, parece que el deposito de la facies M3 pudo tener lugar en un rango batimetrico que oscilo desde zonas profundas disfoticas para la parte inferior de los biostromos hasta ambientes someros en la parte superior.

Facies WP1: Calizas wackestone-packstone oncoliticas.- Forma estratos tabulares de potencia entre 30 cm a 1 m, agrupados en unidades con espesores entre 3 a 5 m y gran continuidad lateral. Texturalmente son calizas wackestone-packstone oscuras con intraclastos, peloides y diversos bioclastos, caracterizadas por la presencia de abundantes oncoides tipo Osagia (Fig. 5-2). Los bioclastos mas comunes son Epimastopora, Beresella, equinodermos, algas rojas, foraminiferos (Bradyinia, fusulinas, texturalidos) (Fig. 5-2). Los oncoides Osagia estan compuestos por la alternancia de laminas recristalizadas, probablemente de origen cianobacteriano, con otras micriticas que presentan moldes de Girvanella ademas de otros organismos incrustantes no identificados. Estos oncoides frecuentemente se desarrollan sobre bioclastos, como Epimastopora y equinodermos, intraclastos y fragmentos de la propia matriz (Fig. 5-2).

La presencia de Epimastopora y oncoides tipo Osagia en esta facies es indicativa de ambientes agitados someros de alta energia por encima del nivel de accion del oleaje (FLUGEL, 1977; DELLA PORTA et al., 2002b; SOREGHAN & GILES, 1999). Este tipo de oncoides es caracteristico encontrarlos durante las fases transgresivas de los ciclos sedimentarios (BOWMAN, 1983). Las algas Beresellas son algas verdes por lo que viven en zonas someras donde llega bien la luz al fondo. Segun MAMET (1991), estas algas son comunes en ambientes de lagoon.

Facies WP2: Calizas wackestone-packstone peloidales con algas.- En el campo forman estratos nodulosos e irregulares de entre 10 y 50 cm de espesor, de color negro, separados por delgados interestratos margosos de menos de 5 cm de espesor, agrupados en unidades entre 1 a 6 m de potencia y gran continuidad lateral. Son calizas wackestone-packstone bioclasticas, con fauna de: algas Beresella, calciesferas y foraminiferos (Fig. 6-1). Es caracteristica la presencia de esponjas tipo Chaetetes (desmosponjas calcareas), corales tabulados siringoporidos y corales rugosos tanto solitarios como coloniales. La matriz esta formada por micrita con abundantes venillas rellenas de bitumen. En ella son frecuentes los peloides con los bordes mal definidos o amalgamados entre si dando el aspecto de una micrita peloidal.

La facies posee una marcada nodulizacion, integrada por nodulos elipsoidales orientados paralelos a la estratificacion y no superiores a los 2 cm de diametro, embebidos en una matriz deformada en torno a ellos. Los nodulos y la matriz presentan los mismos bioclastos, aunque los primeros estan formados por microesparita mientras que la matriz presenta mayor cantidad de micrita, siendo en algunas partes el contacto nodulo-matriz gradual. Facies similares a esta han sido interpretadas como depositadas en ambientes de baja energia por debajo del nivel de accion del oleaje en buen tiempo en condiciones eufoticas (DELLA PORTA el al., 2002a; MERINOTOME et al., 2009). La asociacion Beresella y calciesferas es abundante en lagoons protegidos segun MAMET (1991). CONNOLLY et al. (1989) proponen que las condiciones idoneas para el desarrollo de las colonias de Chaetetes fueron aguas sometas, cercanas a zonas intermareales. En el caso aqui estudiado, el ambiente fue de muy baja energia debido a la abundancia de formas columnares y a que la matriz, entre los individuos, esta formada principalmente por micrita.

Facies WP3: Calizas wackestone-paclastone con espiculas.- Forma tramos de potencia variable entre 12 y 7 m, con gran continuidad lateral, integrados por estratos ondulantes y tabulares de 10 a 40 cm de espesor. En las superficies de estratificacion se concentran nodulos de chert.

Texturalmente son calizas wackestone-packstone en las que es muy comun la presencia de moldes de espiculas de esponjas junto con otros pequenos bioclastos no identificados, algunos de los cuales pueden corresponder a fragmentos de Donezella. Tambien aparecen: equinodermos, foraminiferos, briozoos ramosos y fistuliporidos, corales rugosos solitarios, bivalvos, gasteropodos, braquiopodos, ostracodos, trilobites, Epimastopora. Los briozoos fistuliporidos se observan en posicion de vida desarrollando estructuras rigidas en forma de cupula, que hacen de sustrato para la instalacion de otros organismos incrustantes como foraminiferos (Tuberitina), estructuras laminares de origen probablemente cianobacterino que aparecen envolviendo al organismo y briozoos ramosos. La matriz esta formada por micrita, que llega a desarrollar ocasionalmente textura peloidal, junto con los pequenos bioclastos.

La composicion micritica de la matriz en esta facies con abundantes espiculas y fauna heterotrofa, y la existencia de briozoos fistuliporidos que llegan a encontrarse en posicion de vida, indican condiciones profundas de muy baja energia entre la zona fotica y oligofotica, pertenecientes a ambientes de rampa externa (BURCHETTE & WRIGHT, 1992). Facies similares a estas han sido reconocidas en rampas del Carbonifero en la cordillera Cantabrica por MERINO-TOME et al. (2009).

Facies P1: Calizas packstone intraclastica.- Aparece en tramos de espesor variable entre 5 m a 50 cm con estratificacion ligeramente ondulante. Son calizas wackestone-packstone oscuras constituidas por intraclastos-peloides y bioclastos. Los intraclastos mas caracteristicos son los fragmentos de colonias de Donezella. Son frecuentes los oncoides de Osagia con nucleo formado por intraclastos, Epimastopora u otros bioclastos. De forma ocasional se encuentran ooides normales y superficiales. Los bioclastos mas caracteristicos son equinodermos, Epimaslopora y foraminiferos. La matriz esta constituida por micrita con peloides y pequenos bioclastos de equinodermos, foraminiferos, fragmentos de Donezella y otros no identificados correspondientes, probablemente, a algas recristalizadas que, a veces, conservan una estructura interna similar a Beresella.

DELLA PORTA et al. (2002a) describen facies con intraclastos de Donezella, interpretandola como ambientes de alta energia desarrollados durante fases transgresivas. La Epimastopora, cuando aparece asociada a oncoides tipo Osagia, se interpreta como ambientes someros de energia moderada a alta (FLUGEL, 1977).

Facies GP1: Calizas grainstone-packstone encriniticas-intraclasticas.- Esta facies constituye tramos con potencias que oscilan desde pocos decimetros hasta 4 metros, integrados por estratos tabulares masivos de tamano centimetrico a decimetrico. Petrograficamente son calizas grainstone-packstone, e incluso rudstone, de intraclastos y bioclastos. Los bioclastos predominantes son los equinodermos, aunque tambien son comunes los briozoos fenestelidos y ramosos. Los bioclastos estan fracturados, redondeados y algunos micritizados. Presentan sus poros y cavidades rellenos de micrita oscura, ademas de fragmentos de micrita adheridos a sus bordes. Los intraclastos estan formados por micrita densa, homogenea y oscura, e incluyen bioclastos de equinodermos, briozoos, foraminiferos y Epimastopora. La matriz entre los granos carbonatados esta formada por micrita y por sedimento calcareo de tamano limo, desigualmente distribuido, dejando una porosidad intergranular rellena de cemento blocky.

BAHAMONDE et al. (2000) interpretan facies similares a esta como barras o bajios (shoals) arenosos movidos por corrientes en ambientes someros submareales. DELLA PORTA et al. (2002b) las interpretan como barras de crinoides relacionadas con eventos de inundacion marina, cuando existen condiciones de mar abierto dominadas por corrientes.

Facies G1: Calizas grainstone ooliticas.- Forma litosomas tabulares con potencias variables entre 50 cm y 7 m, de gran continuidad lateral y contienen estratificaciones cruzadas de mediana escala, marcas de carga en el muro y, a veces, una fuerte bioturbacion. Texturalmente son calizas grainstone, bien a muy bien clasificadas, constituidas principalmente por ooides y, en menor proporcion, por peloides, intraclastos, granos agregados y bioclastos redondeados y con envueltas micriticas destructivas (Fig. 6-2). Los ooides que aparecen son tanto superficiales como normales; su tamano no es superior a 1,6 mm, estan bien redondeados y tienen formas esfericas y elipsoidales. La fabrica mas abundante en la corteza es la radial y, en menor proporcion, tangencial. Ocasionalmente, la corteza presenta fauna incrustante como foraminiferos. El nucleo es diverso y puede estar formado por bioclastos, intraclastos de micritica o peloides. La porosidad es interparticula con cementos tempranos marino freaticos en menisco; el resto del poro esta relleno con cementos mas tardios tipo blocky (Fig. 6-2). En algunos tramos se llega a desarrollar una porosidad oomoldica, formada por la disolucion de ooides.

Segun SIMONE (1981) los oolitos de calcita con fabrica radial se han formado por procesos de disolucion-recristalizacion de oolitos originalmente aragoniticos con fabrica tangencial. Estas fabricas primarias tangenciales se forman en ambiente energeticos altos. Para FLUGEL (2004) los ooides normales de corteza radial con finas laminas concentricas se habrian generado en ambientes entre moderados a altamente energeticos y con salinidad marina normal a ligeramente restringida. El movimiento del sedimento por las corrientes era intermitente, como sugiere la presencia de fauna incrustante dentro de la corteza de los ooides y la intercalacion de niveles de bioturbacion entre los set de estratificacion cruzada, lo cual es una variable ambiental necesaria para la formacion de oolitos (SIMONE, 1981). La porosidad oomoldica es producida cuando aguas meteoricas disuelven los oolitos que originalmente eran aragoniticos (FLUGEL, 2004).

Facies G2: Calizas grainstone peloidales.- Esta facies aparece formando cuerpos tabulares de 1,5 m de espesor y gran continuidad lateral, o bien en tramos bien estratificados en estratos decimetricos. Texturalmente son calizas grainstones peloidales, con calciesferas, pequenos foraminiferos y equinodermos. Los peloides presentan tamanos maximos de 200 [micro]m; estan bien redondeados y tienen formas subesfericas a elipsoidales, con bordes bien definidos y netos. La porosidad intergranular esta rellena de cemento microesparitico. Es caracteristica la presencia de poros tipo vug de hasta 1 cm de tamano. La clasificacion y redondez del sedimento es buena a muy buena. Se observan, en algunos casos, laminaciones paralelas definidas por cambios en el empaquetamiento de los peloides, reconocibles en campo por una altemancia de bandas claras y oscuras.

El caracter grano-soportado del sedimento, la ausencia de matriz, los peloides bien redondeados y la existencia de laminacion paralela son criterios que estan indicando un ambiente somero de alta energia. Ademas, esta facies se dispone con continuidad sedimentaria sobre la facies G1 (grainstone oolitica), pudiendo representar zonas protegidas dentro del sistema de barras ooliticas. La porosidad tipo vug se forma en medios de playas (SCHOLLE et al., 1998). Este tipo de poros, clasificado como keystone vug, es indicativo de cementacion temprana asociada a barras mareales (FLUGEL, 2004).

Facies G3: Calizas grainstone bioclasticas.- Constituye cuerpos de hasta 12 m de potencia con morfologia en cuna y estratificacion cruzada sigmoidal de gran escala. Texturalmente esta formada por calizas grainstone bien clasificadas de color gris claro formadas principalmente por bioclastos y peloides. La redondez es variable entre media y muy buena, y el tamano de grano varia entre arena fina y gruesa. Los bioclastos mas comunes son equinodermos, algas rojas y foraminiferos. Estos estan fuertemente micritizados, por lo que son transformados en muchas ocasiones a granos micriticos sin estructura interior pudiendo confundirse con intraclastos. En cantidad variable se encuentran oolitos superficiales con corteza de fabrica radial y nucleo constituido por bioclastos o peloides. La porosidad es interparticular, con cementos en menisco y orlas isopacas de cementos fibrosos recristalizados. El empaquetamiento del sedimento es variable llegando a desarrollar contactos con bordes concavo-convexos entre los granos y bordes estilolitizados en los margenes de las placas de equinodermos.

Esta facies es similar a la que FLUGUEL (2004) denomina "coated bioclastic grainstone", que interpreta como formada en ambientes someros por encima del nivel de accion de oleaje en buen tiempo o entre el nivel de oleaje en tormenta y buen tiempo, configurando grandes barras movidas por corrientes de deriva costera en ambientes de rampa interna.

Facies CA: Calizas arenosas.- Constituye un tramo de espesor variable entre 2 y 3 m, integrado por calizas arenosas con peloides. Los granos de terrigenos son de cuarzo de tamano fino a muy fino y angulares. Los peloides estan bien definidos y redondeados, con diametros entre 80 a 160 [micron]m. Los bioclastos mas abundantes son las calciesferas, aunque tambien aparecen pequenos foraminiferos dispersos. El cemento entre los granos es calcita microesparitica. La facies esta organizada en secuencias con espesor entre 10 y 50 cm, definida por un aumento de los componentes carbonatados hacia techo. Todas las secuencias se engloban dentro de una mayor, la cual muestra un aumento general del carbonato hacia el techo pasando de forma gradual a las calizas de la facies wackestone-packstone peloidales con algas (WP2).

De acuerdo con Mount (1984), la presencia de los granos de cuarzo angulosos bien calibrados junto con peloides bien redondeados y definidos parece indicar que la facies se ha generado mediante la mezcla de sedimento a lo largo del limite difuso entre dos facies, en ambientes costeros.

Facies GR1: Calizas grainstone-rudstone de intraclastos micriticos.- En campo esta facies forma tramos bien estratificados ordenados en capas tabulares de espesores entre 10 y 50 cm, situadas lateralmente a la facies M2 (calizas micriticas con cementos) y a la M3 (caliza micritica con Donezella). Son calizas packstone, grainstone y rudstone de color gris oscuro o claro, con clasificacion de media a mala, integradas por intraclastos y peloides, con menor proporcion de bioclastos (equinodermos y foraminiferos). Los intraclastos y peloides estan formados por micrita con cierta tendencia peloidal, aparecen poco redondeados y con bordes irregulares formando acumulaciones con distribucion heterometrica de tamanos de grano.

El conjunto de caracteristicas observadas en esta facies como: 1) su interdigitacion con la facies M2 (calizas micriticas con cementos) y la facies M3 (caliza micritica con Donezella), 2) la composicion micritica de los intraclastos, 3) la clasificacion mala del sedimento, y la forma angulosa de los clastos con el aumento de su tamano hacia el margen de las bioconstrucciones, permite interpretarla como el sedimento procedente de la erosion del nucleo de las bioconstrucciones y su acumulacion en los flancos de la estructura.

Facies GR2: Calizas grainstone-rudstone litoclasticas.- Constituyen un tramo entre 2 a 3 m de potencia ordenado en estratos tabulares de espesor variable entre 10 a 60 cm con estratificacion cruzada planar de bajo angulo. Son calizas grainstone-rudstone compuestas por litoclastos de centil 2 cm, de subangulosos a subredondeados, y redondeados los clastos de mayor tamano. Los litoclastos presentan distintas texturas (calizas micritas peloidales y wackestone bioclasticas), en campo se observan algunos clastos de color rosaceo. La matriz esta constituida por peloides entre 40 y 400 [micron]m, bien definidos y con formas angulares. Tambien se encuentran bioclastos de pequeno tamano de equinodermos y foraminiferos (fusulinas), en ocasiones fracturados. Aparece menos del 1% de granos de cuarzo angulosos de tamano arena fina a muy fina.

Esta facies esta situada estratigraficamente justo encima de la M3 (caliza micritica con Donezella) que posee rasgos de emersion en su techo. Por esta causa, y por el tipo de material que la integra, se interpreta como un deposito de ravinement generado durante la fase transgresiva. El color rosaceo de algunos de los clastos se ha observado en el techo de ciertas bioconstrucciones, estudiadas en este trabajo, cuando presentan rasgos pronunciados de exposicion aerea. Los clastos bien redondeados de distintas texturas, los peloides con formas angulares y las estratificaciones cruzadas son pruebas que demuestran que los clastos proceden de la erosion y retrabajamiento de calizas previas en condiciones marinas someras con energia moderada a alta.

Facies R1: Calizas rudstone oncoliticas.- En afloramiento forma tramos de aproximadamente 4 m de espesor, sin una estratificacion bien definida. Texturalmente es una caliza rudstone oncolitica integrada, principalmente, por oncoides tipo Osagia de hasta 7 cm de diametro. La corteza de los oncoides esta formada por una alternancia de envueltas cianobacterianas y otras de micrita; junto con otros organismos incrustantes como foraminiferos. El nucleo lo forman bioclastos diversos como, por ejemplo, Epimastopora. La matriz entre los oncoides esta constituida por peloides, foraminiferos grandes como fusulinas (las mas abundantes), ademas de Bradyinia y texturalidos. Tambien se encuentran foraminiferos pequenos como calcitornellidos, endotiracidos y Tuberitina, asi como fragmentos de corales rugosos solitarios y bivalvos.

Oncoides muy similares a los presentes en esta facies han sido descritos por BOWMAN (1983) en unidades del Namuriense superior-Westfaliense del norte de Leon, interpretandolos como generados en ambientes submareales someros con baja energia, relacionados con el inicio de transgresiones. FLUGEL (2004) describe oncoides similares en sucesiones permicas asociandolos tambien a ambientes sedimentarios cercanos a la costa.

Facies Ma: Margas con niveles de bioclastos.- Esta facies se situa al muro de las Calizas de Piedrasluengas y constituye la transicion a esta unidad desde los materiales siliciclasticos del Grupo Potes (Fig. 2). Forma un tramo de 5 m de potencia y esta integrado por margas de color oscuro entre las que se intercalan horizontes de 10 a 15 cm de espesor con abundantes bioclastos y algunos litoclastos. Los bioclastos son: equinodermos y trilobites, ambos con bioerosion, gasteropodos, bivalvos, briozoos, corales solitarios rugosos, braquiopodos, goniatites y pequenos foraminiferos. Tambien contiene delgadas intercalaciones lenticulares de brechas de hasta 20 cm de potencia y 70 cm de longitud con granoseleccion normal, constituidas por litoclastos redondeados de micrita oscura con bordes micritizados. La matriz de estas brechas es margosa y contiene bioclastos de composicion similar a la de los niveles arriba descritos.

Esta facies se interpreta como sedimentos depositados por decantacion en ambientes submareales de baja energia situados por debajo del nivel de accion de oleaje en tormentas. Los niveles de concentracion de bioclastos con litoclastos y las brechas representarian pequenas corrientes de densidad fango-soportadas.

4.2. CICLICIDAD

Las facies descritas en el apartado anterior aparecen ordenadas en secuencias de diferente espesor y significado. El estudio de dicha ciclicidad se ha realizado segun la tecnica de Secuencias Transgresivas-Regresivas propuesta por EMBRY 8c JOHANNESSEN (1992) y EMBRY (1993, 2002). Segun estos autores, cada secuencia se compone de un cortejo transgresivo (TST, transgressive systems tract) y de un cortejo regresivo (RST, regressive systems tract), separados por la superficie de maxima inundacion (MFS, maximum flooding surface). Como limite de secuencia (LS) se utilizan superficies de discontinuidad subaereas o superficies de maxima regresion.

El estudio se ha realizado independientemente en las sucesiones del flanco E del sinclinal (secciones 1, 2, 3 y 4, Fig. 3) y en el flanco O (seccion 5, Fig. 4). En el primer caso se han individualizado 10 Secuencias Transgresivas-Regresivas y en el segundo 12. La correlacion entre las secuencias de un flanco y otro, con la excepcion de la secuencia 1, facilmente identificable en la base de todas las sucesiones, es muy insegura, debido, principalmente, a los cambios de facies entre las sucesiones de ambos flancos y a la falta de continuidad entre los afloramientos. Por esta razon se van ha describir independientemente las secuencias presentes en ambos flancos.

Secuencias en el flanco E

Secuencia 1.- Con esta primera secuencia se inicia el desarrollo del sistema carbonatado sobre los materiales siliclasticos inferiores. Dicho inicio pudo estar motivado por la confluencia de un junto de factores: 1) interrupcion en la sedimentacion siliciclastica; 2) disminucion en la tasa de subsidencia, y 3) la existencia de condiciones oceanograficas opticas (batimetria, luz, nutrientes, temperatura), que permitiesen la colonizacion del fondo oceanico por comunidades microbiales responsables de la precipitacion de carbonato. La base de la secuencia esta representada por la facies M1, formada por calizas micriticas nodulosas. Esta facies M1 serviria de sustrato para la nucleacion de los mounds de la facies M2, formada por caliza micritica con cementos que ocuparia la casi totalidad de la secuencia. Hacia el techo de los monticulo se observa la desaparicion de los cementos botroidales y un aumento de los bioclastos, llegando a desarrollar texturas grainstone (Fig. 7a). El limite superior de la secuencia (LS) es una superficie de exposicion con rasgos de karstificacion, bien visible en la seccion 2 (Fig. 3). En otras secciones como la 4 (Fig. 3) esta karstificacion no ocurre debido a que la seccion se situa en una zona intermounds topograficamente deprimida (Fig. 7).

La secuencia 1 representa realmente un cortejo regresivo generado por el crecimiento de los mounds por encima de la tasa de subsidencia de la cuenca. La somerizacion del fondo marino carbonatado, junto a una bajada (glacioeustatica) del nivel del mar (probablemente tambien registrada en otros sectores de la zona), causaria la exposicion de las areas mas elevadas de los mounds, con el desarrollo de los procesos karsticos en ambientes climaticos calido-humedos. Durante la exposicion de las partes elevadas de los mounds, se produciria el relleno de las zonas intermound.

Secuencia 2.- Los materiales de esta secuencia aparecen confinados en las depresiones intermound en cuyos flancos realiza un proceso de solapamiento expansivo (onlap) (Fig. 7). En ella, el episodio de mar bajo (lowstand) y el inicio del cortejo transgresivo estarian representados por las facies GP1 (grainstone-packstone encriniticas-intraclasticas). A medida que el nivel del mar ascendia, creando mas espacio de acomodacion, comenzaron a acumularse sedimentos micriticos (facies M3 de calizas micriticas con Donezella), que llegaron a desarrollar pequenos cuerpos con formas de monticulo, los cuales, lateralmente, pasarian a las facies GR1 (grainstone-rudstone de intraclastos micriticos) (Fig. 7).

Durante el cortejo regresivo se depositaron facies WP2 (wackestone-packstone peloidales con algas) de ambientes someros restringidos de lagoon, apareciendo lateralmente a ellos un tramo de grainstone bioclasticas (G3), caracterizado por presentar un aumento en el contenido de ooides hacia el techo, interpretado como la somerizacion de la secuencia (Fig. 7).

Secuencia 3.- Los materiales de esta secuencia se superponen a los de la secuencia 2 continuando el proceso de onlap sobre las partes altas de los mounds (Fig. 7). El cortejo transgresivo se inicio, como en la secuencia 2, con una pequena cuna de facies GR1 (calizas grainstone-rudstone encriniticas-intraclasticas) que engloba algunos cantos dispersos de cuarcita removilizados por dicha transgresion de un sistema fluvial que se mantuvo activo durante el episodio de mar bajo del final de la secuencia 2. Sobre esta facies se sedimentaron facies de grainstone peloidales y calizas arenosas de ambientes litorales, produciendose tambien el relleno arenoso de las cavidades formadas durante la karstificacion (Fig. 7). El maximo transgresivo de la secuencia estaria representado por la facies WP2 (wackestone-packstone peloidales con algas) acumulada en ambientes someros restringidos (Fig. 7). Durante el cortejo regresivo posterior se produjo la sedimentacion de calizas grainstone peloidales y ooliticas. El techo de la secuencia estaria tambien formado por una superficie de exposicion subaerea con cavidades karsticas rellenas por materiales siliclasticos de grano fino y cantos de cuarcita.

Secuencia 4.- Sobre la superficie de exposicion subaerea que marca el limite de la secuencia 3, se desarrollo un estrato con abundantes Chaetetes perteneciente a la facies WP2 (wackestone-packstone peloidales con algas) (Fig. 8), cubiertos por un nivel de aproximadamente 2-4 cm de espesor de margas negras que representaria la superficie de maxima inundacion (MFS, maximumflooding surface). El cortejo regresivo esta formado por sedimentos de la facies WP2 (wackestone-packstone peloidales con algas) con pequenos biohermos de Chaetetes, observandose una disminucion progresiva hacia el techo en el contenido de micrita y un aumento de la granulometria de las particulas pasando desde grainstone peloidales a grainstone ooliticas de la facies G1 en el techo. Las barras y cuerpos sedimentarios formados por esta facies migran sobre los biohermos de esponjas. La secuencia termina con una superficie neta en la que no se han observado rasgos de exposicion subaerea; bien porque no tuvo lugar dicha exposicion o bien porque la fase transgresiva siguiente borro dichos rasgos (Fig. 8).

Secuencia 5.- El cortejo transgresivo esta formado, inicialmente, por la facies P1 (packstone intraclasticas) que incluye abundantes intraclastos y oncoides tipo Osagia. Sobre ella se desarrolla un tramo de la facies GP1 (grainstone-packstone encrinitica-intraclastica) sin cambios aparentes de espesor, con abundante pirita que llega a reemplazar a los bioclastos. La maxima profundidad que marca el final de la transgresion (MFS; Maximum Flooding Surface) esta representada por un estrato de arcillitas negras de unos 5 cm de espesor (Fig. 8).

El cortejo regresivo esta representado por una secuencia progradante formada por la facies G3 (grainstone bioclastica) y la facies WP3 (wackestone-packstone con espiculas), que termina con una superficie de exposicion que dio lugar a la generacion de pequenas cavidades formadas por disolucion karstica rellenas con arcillas y limos (Fig. 8).

[FIGURA 7 OMITIR]

[FIGURA 8 OMITIR]

Secuencia 6.- La fase transgresiva vendria marcada con la sedimentacion de una parte inferior del tramo formado por la facies WP2 (calizas wackestone-packstone peloidales con algas) y la M3 (calizas micriticas con Donezella). El cortejo regresivo esta registrado por distintas facies en la seccion 2 y la 4 (parte izquierda y derecha, respectivamente, del esquema de la figura 9). En la primera (seccion 2) esta formado por calizas grainstone ooliticas (facies G3), sin embargo, en la seccion 4 no se presenta esta facies, por lo que el episodio regresivo se puede interpretar de dos posibles formas: 1) que las calizas grainstone ooliticas (G3) hayan sido erosionadas por el ascenso del nivel del mar de la secuencia 7 o 2) que la regresion este representa por los sedimentos del techo del biostromo formado por las calizas micriticas con Donezella (facies M3).

En el techo de esta secuencia no se han observado rasgos de exposicion subaerea, apareciendo directamente las facies transgresivas de la secuencia 7.

Secuencia 7.- El cortejo transgresivo esta bien desarrollado con la sedimentacion de la facies P1 (calizas packstone intraclasticas) (Fig. 9) y posteriormente con el litosoma de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella), dentro del cual se situaria el momento de maxima profundidad. El cortejo regresivo se caracteriza por la aparicion de algas Antracoporella hacia la parte alta de la facies M3, que finaliza con una superficie erosiva con procesos de karstificacion formados durante la emersion de las calizas.

[FIGURA 9 OMITIR]

Secuencia 8.- La transgresion comienza con la sedimentacion de la facies GP1 (calizas grainstone-packstone encriniticas-intraclasticas) rellenando las irregularidades de la superficie erosiva del techo de la secuencia anterior (Fig. 9). Progresivamente, con el ascenso en el nivel del mar se produce la sedimentacion de la facies WP2 (calizas wackestonepackstone con espiculas), alcanzando el maximo de profundidad dentro del tramo formado por esta facies. El cortejo regresivo estaria registrado por calizas grainstone bioclasticas (facies G3) y el crecimiento de colonias de Chaetetes en la parte superior del biostromo de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella) (Fig. 9). Esta secuencia tambien muestra rapidos cambios laterales de facies entre las calizas grainstone bioclasticas (facies G3) y los biostromos de calizas micriticas (facies M3) (Fig. 9).

Secuencias 9 y 10.- Estas dos secuencias muestran caracteristicas muy similares: la transgresion comenzaria con facies WP2 (calizas wackestone-packstone peloidales con algas), desarrollada en ambientes someros ligeramente restringidos, que en la secuencia 10 se caracteriza por el desarrollo de abundantes colonias de Chaetetes, seguida por la facies WP1 (calizas wackestone-packstone oncoliticas) con abundantes oncoides tipo Osagia. Con el aumento de la profundidad comenzo la formacion de los biostromos de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella), dentro de la cual se encontraria el momento de maxima profundidad alcanzado en la secuencia (Fig. 10).

[FIGURA 10 OMITIR]

La regresion en la secuencia 9, en el techo del litosoma de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella), esta registrada por el desarrollo de colonias de Chaetetes, el crecimiento de algas Antracoporella y la sedimentacion de calizas grainstone ooliticas (Figs. 3 y 10). La secuencia 9 finaliza con una emersion generando una superficie que presenta procesos de brechificacion y disolucion karsticas (Fig. 10).

La parte superior de la secuencia 10 ha sufrido una fuerte erosion relacionada con la formacion de la discordancia que afecta al techo de la unidad carbonatada de las Calizas de Piedrasluengas (Fig. 2), lo que ha causado que no se conserve la fase regresiva de la misma.

Secuencias en el Flanco W

En la seccion 5, correspondiente al flanco W del sinclinal, se han definido un total de 12 secuencias sedimentarias con rasgos comparables a las definidas en el flanco E del sinclinal (Fig. 4).

La secuencia 1 descrita en el flanco E, caracterizada por el desarrollo de un gran monticulo de fango con texturas microbiales que queda finalmente emergido, se reconoce tambien en el flanco W (Figs. 4, 7 y 11).

Las secuencias 2, 3, 4, 5 y 6 estan constituidas por un cortejo transgresivo formado por la facies GP1 (grainstone-packstone encriniticas-intraclasticas), que engloba cantos de cuarcita bien redondeados de hasta 20 cm de diametro, transportados alli durante el cortejo regresivo del ciclo anterior (Figs. 4 y 11). El episodio transgresivo se extenderia hasta la parte inferior de los cuerpos de calizas micriticas de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella), los cuales comenzaron su desarrollo cuando se alcanzo una profundidad Optima durante el ascenso del nivel del mar. En estas secuencias, la exposicion subaerea esta registrada por los cantos cuarciticos embebidos en la base de los sedimentos formados durante la transgresion; aunque no se han observado rasgos de karstificacion asociados a los limites de las secuencias en el techo de los cuerpos de las facies M3 (calizas micriticas con Donezella) (Figs. 4 y 11).

[FIGURA 11 OMITIR]

Las secuencias 7, 8, 9 y la secuencia 11 presentan el mismo caracter y estan constituidas por un cortejo transgresivo formado por un delgado nivel de calizas grainstone bioclasticas y ooliticas, que se extiende hasta la parte inferior de los cuerpos de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella), formandose la parte superior durante el cortejo regresivo, lo cual se puede identificar por la presencia de algas tipo Antracoporella (Figs. 4 y 11). Finalmente, las secuencias terminan con una exposicion subaerea que genero localmente una brechificacion in situ en el techo de esta facies subyacente (Figs. 4 y 11).

La secuencia 10 no llega a desarrollar biostromos de la facies M3, sino que se genera un potente tramo formado por calizas rudstone oncoliticas (facies R1) (Figs. 4 y 11).

En la secuencia 12, la fase inicial del cortejo transgresivo esta representada por las calizas litoclasticas (facies GR2), sobre las cuales se depositan las facies WP2 (wackestone-packstone peloidales con algas) con presencia de Chaetetes. El aumento de la profundidad queda registrado por la acumulacion de calizas micriticas de la facies M3 (calizas micriticas con Donezella) truncada en el techo por la discordancia que culmina las Calizas de Piedrasluengas (Figs. 4 y 11).

4.3. ORIGEN DE LAS SECUENCIAS

Las Secuencias Transgresivas-Regresivas de caracter asimetrico descritas en este trabajo se ajustan al modelo de secuencias de somerizacion de gran amplitud y baja frecuencia (ciclos de 4.[grados]-5.[grados] orden) descrito, entre otros autores, por WRIGHT (1992) y READ (1995) asociadas a periodos frios en la historia de la Tierra (ice-house stacking pattern). El Carbonifero es un sistema en el que se produjeron alternancias climaticas globales de etapas glaciares e interglaciares similares a las del Cuatemario, que han sido ampliamente documentadas en la literatura geologica por numerosos autores (HECKEL, 1986; SAUNDERS & RAMSBOTTON, 1986; VEEVERS & POWELL, 1987; ROSS & ROSS, 1988, entre otros), con amplitudes de hasta 100 m en las oscilaciones del nivel del mar (READ, 1995). Dichas fluctuaciones ejercieron un fuerte control sobre la sedimentacion en sistemas sedimentarios carbonatados, muy sensibles a dichas variaciones ambientales. Estos ciclos presentan rasgos comunes en diferentes parte del mundo: 1) espesores superiores a 5 m relacionados con fluctuaciones de gran amplitud del nivel del mar; 2) predominio de facies submareales y ausencia de facies intermareales y supramareales; y 3) buen desarrollo de superficies de exposicion subaerea, asociadas a grandes bajadas del nivel del mar. Estos rasgos contrastan con los que presentan los ciclos desarrollados durante periodos calidos (green-house stacking pattern).

Los ciclos o secuencias descritos en este trabajo debieron de tener, por lo tanto, un control glacio-eustatico. En el modelo descrito por WRIGHT (1992) y READ (1995), los ciclos mejor representados son los ciclos Milankovitch de excentricidad de la orbita terrestre de 100.000 anos de duracion (high amplitude, low frequency cycles). Por ello, los ciclos descritos en las Calizas de Piedrasluengas son interpretados como ciclos glacio-eustaticos de excentricidad (secuencias de 4.[grados] orden). En terminos de edad, esta interpretacion es compatible con la edad asignada a esta unidad carbonatada, correspondiente ai intervalo Vereyense superior-Kashiriense (Moscoviense inferior), dado que se han diferenciado entre 10 y 12 secuencias y la duracion del Moscoviense se ha estimado en unos 5 M.a. (MENNING et al., 2000).

La transicion entre depositos de alta energia (calizas grainstone) a depositos de baja energia (calizas bioconstruidas) registrada entre el limite de la secuencia 1 hasta la disconformidad del techo de las Calizas de Piedrasluengas (Figs. 3, 4, 7, 8. 9 y 10) se interpreta como una profundizacion de ciclicidad mayor, superpuesta a las Secuencias Transgresivas-Regresivas de menor orden. Esta tendencia corresponde a una fase de retrogradacion dentro de un ciclo de 3.[grados] orden, cuyo limite inferior estaria marcado por el episodio de mar bajo (lowstand) que corresponde a la superficie de exposicion desarrollada en el techo de la secuencia 1 (Fig. 7).

5. MODELO SEDIMENTARIO Y EVOLUCION

Una aproximacion al sistema sedimentario realizado a partir del analisis de las facies, su relacion vertical y lateral, y las secuencias descritas permite, comparandolo con otros ejemplos de sistemas carbonatados carboniferos documentados en otras partes del mundo, interpretar que las sucesiones estudiadas formaban parte de un sistema carbonatado en rampa.

BURCHETTE & WRIGHT (1992) separan dentro de una rampa carbonatada tres sectores: rampa interna, rampa media y rampa externa, utilizando como niveles de referencia el nivel de base de oleaje en buen tiempo (entre la rampa interna y la media) y el nivel de base de oleaje en tormenta (entre la media y la externa). En el caso de las Calizas de Piedrasluengas, el modelo geometrico de rampa parece corresponder al tipo homoclinal de READ (1985). Esta interpretacion se apoya en los siguientes argumentos:

1) Calizas bioconstruidas formando monticulos de fango microbial (microbial mud mounds) aislados han sido abundantemente descritas e interpretadas en ambientes profundos de rampa carbonatada, debido a la baja dependencia a la luz de los organismos microbiales involucrados (bacterias heterotrofas). LEES & MILLER (1995) y SOMERVILLE et al. (2000) describen monticulos (Waulsortian mounds) comparables a los aqui descritos, en ambientes de rampa intermedia en sucesiones del Carbonifero inferior de Irlanda, Belgica e Inglaterra; WRIGHT (1986) y BURCHETTE et al. (1990) describen monticulos del tipo Waulsortian en ambientes de rampa externa en el Carbonifero inferior de la cuenca de Gales; DAVIES et al. (1989) hacen lo mismo en monticulos (Waulsortian like reef mounds) de hasta 100 m de espesor y flancos inclinados en ambientes de rampa externa en el Carbonifero inferior de Canada; LASEMI & NORBY (2000) interpretan monticulos micriticos en ambientes marinos profundos de la cuenca carbonifera de Illinois (USA).

2) No existen evidencias ni geometricas ni sedimentarias (brechas, estructuras de deslizamiento, etc.) que indiquen la presencia de una ruptura importante en la pendiente o un talud.

3) Las diferencias que presentan las facies y secuencias en la seccion del flanco W del sinclinal respecto a las del flanco E del mismo son compatibles con la interpretacion de rampa carbonatada como sistema sedimentario, ya que hay un cambio gradual desde facies proximales a las distales, Los depositos siliclasticos intercalados entre las calizas presentan una granulometria mas gruesa en el flanco W del sinclinal con cantos cuarciticos de hasta 20 cm (Fig. 3); mientras que en el flanco E no superaban los 5 cm de diametro. Esto hace pensar que la seccion 5 (flanco W, Fig. 4) se encontraba en zonas mas proximas a las desembocaduras de los sistemas de drenaje continentales.

6. CONCLUSIONES

El analisis sedimentologico realizado ha permitido la individualizacion e interpretacion de 17 litofacies, predominantemente de composicion carbonatada, que registran diferentes ambientes sedimentarios marinos. De ellas destacan por su volumen las calizas micriticas peloidales con cementos marinos tempranos (facies M2) y las calizas micriticas con colonias de Donezella (facies M3), que formaron bioconstrucciones con geometrias monticulares (arrecifes microbiano-algales) y biostromos (mud-mounds de bajo relieve), respectivamente. Otras facies destacables son las calizas grainstones bioclasticas y ooliticas, acumuladas en barras en zonas submareales someras de alta energia, y las calizas wackestone-packstone con calciesferas, algas y Chaetetes, correspondientes a ambientes someros protegidos de tipo lagoon.

La serie estratigrafica de las Calizas de Piedrasluengas presenta una marcada ciclicidad, constituida por secuencias asimetricas transgresivas-regresivas generadas por ciclos glacio-eustaticos de excentricidad (ciclos de Milankovitch de 100.000 anos) durante un periodo de ice-house. Por lo que representarian secuencias o ciclos de 4.[grados]-5.[grados] orden de alta amplitud y haja frecuencia.

Las Calizas de Piedrasluengas representan una rampa carbonatada, que muestra una evolucion desde una rampa de alta energia dominada por calizas grainstones ooliticas y bioclasticas con presencia de grandes mounds microbiales dentro de la rampa media-externa, hasta una rampa de baja energia con predominio de calizas bioconstmidas formando biostromos. Esta evolucion es el reflejo de una secuencia retrogradacional de la rampa, apareciendo ambientes menos energeticos hacia techo de la serie, formando parte de un ciclo de 3.[grados] orden.

La rampa carbonatada correspondiente a las Calizas de Piedrasluengas se desarrollaria en zonas distales de la cuenca de antepais carbonifera cantabrica. El crecimiento de la misma tuvo lugar por el cese de los aportes terrigenos del Grupo Potes y la disminucion de la tasa de subsidencia en este sector de la cuenca.

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo ha sido financiado con la ayuda del programa de Formacion de Profesorado Universitario (FPU) concedida por el Ministerio de Educacion y el proyecto de investigacion CGL2008-00734/BTE, del Ministerio de Ciencia e Innovacion, dirigido desde la Universidad de Oviedo.

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German Martin, Depto. de Geologia. Facultad de Ciencias. Universidad de Salamanca. 37008 Salamanca (Espana). Correo-e: germarme@usal.es, colme@usal.es

Juan Ramon Bahamonde, Depto. de Geologia. Universidad de Oviedo. 33005 Oviedo (Espana). Correo-e: jrbaham@geol.uniovi.es; lpedro@geol.uniovi.es

Juan Ramon Colmenero, Depto. de Geologia. Facultad de Ciencias. Universidad de Salamanca. 37008 Salamanca (Espana). Correo-e: germarme@usal.es, colme@usal.es

Luis Pedro Fernandez, Depto. de Geologia. Universidad de Oviedo. 33005 Oviedo (Espana). Correo-e: jrbaham@geol.uniovi.es; lpedro@geol.uniovi.es

Fecha, de recepcion: 2010-11-08) (Fecha de admision: 2010-12-03) BIBLID [0211-8327 (2011) 47 (1); 21-56]
Tabla 1.

                     Espesor.
                    Geometria.
                   Estructuras        Componentes no
  Litofacies      sedimentarlas.       esqueleticos

M1: Mientas      Tramo masivo
peloidales       de 3 m de
nodulosas        potencia.

M2: Mientas      Biohermos de        (E) Peloides,
peloidales       hasta 130m de       intraclastos.
con ccmenlos     potencia.           pellets de
                                     gasteropodos.

M3: Calizas      Biostromos          (E) Intraclastos,
micriticas       masivos con         peloides.
con              potencias entre
Donezelta        6 a 40 m y
                 longitud entre
                 100 a mas de
                 500 m.

WP1:             Estratos            (A) Peloides.
Calizas          tabulares entre     (C) Oncoides
wackestotte-     30 cm a 1 in,       Osagia. (C-E)
packstone        formando tramos     Intraclastos.
oncoliticas      entre 3 a 5 m
                 de espesor.

WP2:             Estratos            (C-E) Oncoides
Calizas          irregulares y       Osagia,
wackestune-      nodulosos entre     intraclastos
packstone        10 a 50 cm, con     micriticos.
peloidales       interestratos       peloides.
con algas        margosos
                 oscuros menores
                 de 5 cm. Forman
                 tramos entre 1
                 a 6 m.

WP3:             Estratos entre      (E-R) Oncoides
Calizas          10 a 40 cm de       Osagia.
wackestone-      tabulares a
packstone       ondulantes.
con espiculas    Forman tramos
                 entre 12 a 7 m
                 de potencia.

P1: Calizas      Estratificacion     (A)
packstone        mal definida        Intraclastos.
intraclastica    ligeramente         (C) Oncoides
                 ondulante, forma    Osagia.
                 tramos entre 50     (R) Ooides.
                 cm a 5 m.

GP1: Calizas     Estratos            (A) Intraclastos.
grainstone-      masivos de
packstone        centimetricos a
encrinitieas-    decimetritos.
intraclasticas

G1: Calizas      Tramos entre 50     (A) Oolitos.
grainstone       cm a 7 m, con       (E) Peloides,
ooliticas        estratificaciones   intraclastos,
                 cruzadas.           granos
                                     agregados.

G2: Calizas      Estratos            (A) Peloides.
grainstone       decimetricos o
peloidales       formando tramos
                 tabulares de
                 1,5 m de
                 potencia

G3: Calizas      Cuerpos de 12 m     (C) Peloides.
grainstone       de potencia con     (E-R) Oolitos
bioclasticas     forma de cuna.      superficiales
                 Estratificacion
                 de gran escala
                 sigmoidal

GR1:             Estratos            (A)
Calizas          tabulares entre     Intraclastos.
grainstone-      10 a 50 cm.         peloides.
rudstone de
intraclastos
micriticos

GR2:             Estratos            (A) Litoclastos
Calizas          tabulares entre
gruinstone-      10 a 60 cm con
rudstone         estratificacion
litoclastica.    cruzada planar.
                 Forma tramos de
                 2 a 3 m de
                 potencia.

R1: Calizas      Tramos masivos      (A) Oncoides
rudstone         de hasta 4 m de     Osagia.
oncoliticas      potencia.

Ma: Margas       Tramos de hasta     (C) Litoclastos
con niveles      5 m de
de bioclastos    potencia.
                 Intercalaciones
                 de horizontes
                 bioclasticos y
                 estratos
                 lenticulares de
                 brechas.

CA: Calizas      Tramos con          (A) Peloides,
arenosas         potencias entre     arena fina a
                 2 a 3 m. Forma      muy fina.
                 secuencias
                 entre 10 a 50
                 cm con aumento
                 del carbonato
                 hacia techo.

                                             -Matriz
                    Componentes            -Porosidad
  Litofacies        esqueleticos            -Cementos

M1: Mientas      (C) Tartarella.       --Micrita
peloidales       (R) Briozoos          peloidal.
nodulosas        cistoporidos,
                 braquiopodos.         --Primaria,
                 trilobites,           matriz
                 corales               soportada.
                 solitarios.
                                       --Fibroso-
                                       radiaxial y
                                       blocky.

M2: Mientas      (R) Foraminiferos     -- Micrita
peloidales       (Tetrataxis,          peloidal,
con ccmenlos     Tuberitina,           microesparita
                 fusulinas,
                 calcitomellidos).     -- Primaria,
                 equinodermos,         matriz
                 briozoos              soportada.
                 fenestelidos.
                 corales               --Fibroso-
                 solitarios,           radiaxial,
                 braquiopodos.         fibrosos con
                                       fabrica
                                       botroidal,
                                       blocky.

M3: Calizas      (C-E)                 -- Micrita
micriticas       Donezetla,            homogenea
con              Tartarella,           bioclastica.
Donezelta        Anthracoporella.      Micritas
                 equinodermos,         peloidales.
                 briozoos
                 (fenestelidos,        -- Primaria
                 ramosos y             matriz
                 fistuliporidos),      soportada.
                 foraminiferos
                 (Tuberitina,          -- Blocky.
                 texturalidos y
                 fusulinas),
                 ostracodos.
                 (E-R) Bivalvos,
                 braquiopodos.
                 gasteropodos,
                 algas rojas,
                 espiculas de
                 esponja.

WP1:             (C-E)                 -- Micrita con
Calizas          Epimastopora,         tendencia
wackestotte-     Beresella,            peloidal. con
packstone        equinodermos,         pequenos
oncoliticas      algas rojas.          bioclaslos.
                 foraminiferos
                 (Bradyinia,           -- Interparticula.
                 fusulinas,
                 texturalidos).        -- Blocky.
                 (E) Calciesferas,
                 pequenos
                 foraminiferos
                 (Tuberitina,
                 endotiracidos.
                 calcitomellidos).
                 (R) Moldes de
                 espiculas de
                 esponjas.
                 corales,
                 briozoos,
                 braquiopodos.
                 bivalvos,
                 ostracodos,
                 Tartarella.

WP2:             (A) Beresella,        --Micrita con
Calizas          calciesferas.         tendencia
wackestune-      foraminiferos         peloidal.
packstone        grandes
peloidales       (fusulinas,           -- Interparticula.
con algas        Bradyinia y
                 texturalidos),        -- Microesparia,
                 pequenos              blocky.
                 foraminiferos
                 (endotiracidos
                 y calcitomellidos).
                 (C) Chaetetes
                 (E) equinodermos,
                 corales rugosos
                 solitarios y
                 coloniales,
                 siringoporidos.
                 algas rojas,
                 ostracodos,
                 bivalvos,
                 gasteropodos.
                 (R) Epimastopora,
                 braquiopodos,
                 briozoos
                 fenestelidos y
                 espiculas de
                 esponjas.

WP3:             (A) Moldes de         -- Micrita con
Calizas          espiculas de          cierta textura
wackestone-      esponjas.             peloidal. con
packstone        (E-R)                 pequenos
con espiculas    Equinodermos,         bioclaslos.
                 foraminiferos
                 (fusulinas,           -- Porosidad
                 Ozawainella.          intraparticula
                 Bradyinia,            asociada a
                 Tetrataxis),          grandes
                 briozoos              bioclastos.
                 ramosos y
                 fistuliporidos.       -- Esparita
                 corales rugosos       blocky.
                 solitarios,
                 bivalvos,
                 gasteropodos.
                 braquiopodos.
                 ostracodos,
                 trilobites.
                 Epimastopora.

P1: Calizas      (R) Equinodermos,     -- Micrita con
packstone        Epimastopora,         peloides y
intraclastica    foraminiferos         pequenos
                 grandes               bioclastos.
                 (fusulinas,
                 Bradyinia,            -- Interparticula.
                 texturalidos) y
                 pequenos              -- Blocky.
                 (Tuberitina).
                 (E-R) briozoos
                 (fenestelidos,
                 fistuliporidos
                 y ramosos),
                 bivalvos,
                 gasteropodos.
                 braquiopodos,
                 ostracodos. (R)
                 Trilobites,
                 Beresella,
                 calciesferas.

GP1: Calizas     (A) Equinodermos.     -- Micrita a
grainstone-      (C) Briozoos          limo calcareo.
packstone        (fenestelidos y
encrinitieas-    ramosos). (E-R)       -- Intergranular.
intraclasticas   Foraminiferos
                 (fusulinas.           -- Blocky.
                 Bradyinia y
                 texturalidos),
                 briozoos
                 fistuliporidos,
                 braquiopodos.
                 bivalvos,
                 gasteropodos,
                 Enimastonara.
                 ostracodos.
                 trilobites.

G1: Calizas      (C) Equinodermos.     -- Porosidad
grainstone       (E-R) Foraminiferos   interparticula.
ooliticas        (texturalidos,
                 endotiracidos,        -- En menisco,
                 fusulinas y           blocky.
                 Bradyinia).
                 Epimastopora,
                 briozoos
                 (fenestelidos y
                 ramosos),
                 gasteropodos,
                 ostracodos y
                 algas rojas.

G2: Calizas      (E) Calciesferas,     -- Porosidad
grainstone       pequenos              intergranular.
peloidales       foraminiferos
                 (calcitomellidos.     -- Cemento
                 endotiracidos),       microesparita.
                 pequenos
                 fragmentos de
                 equinodermos.

G3: Calizas      (C) Equinodermos,     -- Porosidad
grainstone       algas rojas,          interparticula.
bioclasticas     foraminiferos
                 (texturalidos,        -- Cementos en
                 endotiracidos,        menisco y orlas
                 fusulinas y           isopacas de
                 Bradyinia).           cementos
                 (E-R)                 fibrosos
                 Calciesferas,         recristal
                 briozoos,             izados. Cemento
                 braquiopodos,         blocky,
                 Epimastopora.

GR1:             (E) Equinodermos,     -- Interparticula.
Calizas          foraminiferos
grainstone-      (fusulinas.           -- Blocky. Orlas
rudstone de      Tuberitina).          isopacas de
intraclastos     (E-R)                 cementos
micriticos       Calciesferas,         fibrosos
                 Beresella,            recristalizados.
                 briozoos              Cementos
                 (fenestelidos.        peloidales.
                 fistuliporidos
                 y ramosos),
                 bivalvos,
                 gasteropodos.
                 braquiopodos,
                 trilobites.

GR2:             (R) Equinodermos,     -- Matriz:
Calizas          foraminiferos.        peloides y
gruinstone-                            pequenos
rudstone                               bioclastos
litoclastica.
                                       -- Interparticula.

                                       -- Blocky.

R1: Calizas      (C-E)                 -- Matriz:
rudstone         Foraminiferos         peloides.
oncoliticas      (fusulinas,
                 Bradyinia y           -- Interparticula.
                 texturalidos).
                 Foraminiferos         -- Blocky.
                 pequenos
                 (calcitomellidos,
                 endotiracidos y
                 Tuberitina).
                 (R) Fragmentos
                 de corales
                 rugosos
                 solitarios,
                 bivalvos.

Ma: Margas       (C-E)                 --Matriz: margas.
con niveles      Equinodermos,
de bioclastos    trilobites,
                 gasteropodos,
                 bivalvos,
                 briozoos.
                 corales
                 solitarios
                 rugosos,
                 braquiopodos.
                 goniatites y
                 pequenos
                 foraminiferos.

CA: Calizas      (E) Calciesferas.     -- Interparticular.
arenosas         (R) Foraminiferos.
                                       -- Cemento
                                       microesparita.

  Litofacies      Interpretacion

M1: Mientas      Arrecifes
peloidales       microbiario-
nodulosas        algales.
                 Ambientes
                 profundos por
                 debajo del
                 NAOT *.

M2: Mientas      Arrecifes
peloidales       microbiario-
con ccmenlos     algales.
                 Ambientes
                 profundos por
                 debajo del
                 NAOT *.

M3: Calizas      Mud-mounds
micriticas       de bajo relieve.
con              Ambientes
Donezelta        desde
                 profundos
                 disfoticosa
                 someros (aprox.
                 15 m de
                 profundidad)

WP1:             Ambientes
Calizas          someros en
wackestotte-     tomo al
packstone        NAOB *.
oncoliticas

WP2:             Ambientes
Calizas          someros de baja
wackestune-      energia, tipo
packstone        lagoon o por
peloidales       debajo del
con algas        NAOB, en
                 condiciones
                 eufoticas.

WP3:             Ambientes
Calizas          profundos de
wackestone-      baja energia por
packstone        debajo del
con espiculas    NAOT. Entre
                 las zonas fotica
                 y otigofotica.

P1: Calizas      Facies
packstone        transgresivas
intraclastica    de ambientes
                 someros de alta
                 energia.

GP1: Calizas     Barras en
grainstone-      ambientes
packstone        someros
encrinitieas-    submareales,
intraclasticas   por encima del
                 NAOB

G1: Calizas      Barras costeras
grainstone       en ambientes de
ooliticas        energia
                 moderada a
                 alta.

G2: Calizas      Ambientes
grainstone       iniermareales
peloidales       de energia
                 moderada a
                 alta.

G3: Calizas      Barras
grainstone       formadas en
bioclasticas     ambientes de
                 alta energia
                 por encima de
                 NAOB.

GR1:             Depositos de
Calizas          los flancos de
grainstone-      los arrecifes
rudstone de      microbiano-
intraclastos     algales y los
micriticos       mud-mounds
                 de bajo relieve.

GR2:             Ambientes de
Calizas          alta energia en
gruinstone-      zonas someras,
rudstone         depositados
litoclastica.    durante fases
                 transgresivas.

R1: Calizas      Ambientes
rudstone         someros.
oncoliticas      submareales de
                 baja energia.

Ma: Margas       Ambientes
con niveles      profundos por
de bioclastos    debajo del
                 NAOT.

CA: Calizas      Ambientes
arenosas         costeros.

Porcentajes relativos: Raro (R) = <3%; Escasos (E) = 3-10 %;
Comunes (C) = 10-30 %; Abundantes (A) = >30%. *NAOB = Nivel de
accion del oleaje en buen tiempo. NAOT = Nivel de accion del
oleaje de tormenta.
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Article Details
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Author:Martin, German; Bahamonde, Juan Ramon; Colmenero, Juan Ramon; Fernandez, Luis Pedro
Publication:Studia Geologica Salmanticensia
Date:Jan 1, 2011
Words:12468
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