Biochronology and biostratigraphy of the Uquía Formation (Pliocene–early Pleistocene, NW Argentina) and its significance in the Great American Biotic Interchange

The Uquía Formation crops out in the Quebrada de Humahuaca in Jujuy province, Eastern Cordillera, NW Argentina. This unit is composed of a sequence of fluviatile sediments and water-laid air-fall tuff beds; it is approximately 260 m thick and unconformably overlain by Pleistocene conglomerates and Quaternary alluvium. The sediments have been folded into a syncline and broken by several faults that generally trend northwest–southeast. Following Castellanos stratigraphy, we characterize three units (Lower, Middle, and Upper) of the Uquía Formation. Biochronologically, the Lower Unit is assigned to the late Chapadmalalan, the Middle Unit (“Uquian fauna”) to the late Vorohuean and Sanandresian, and the Upper Unit to the Ensenadan. Biostratigraphic evidence provides a calibration of important biochronologic events in the Great American Biotic Interchange (GABI), namely, the first appearances of Erethizon, Hippidion, and proboscideans at 2.5 Ma (late Pliocene) in South America. Geological and paleobiological evidence suggest that during the late Pliocene, the area could have been a wide intermountain valley at 1400–1700 m elevation, with a more humid environment than that of the present day and some wet–dry seasonality that permitted the coexistence of forest and open areas. Uquian mammals also indicate that northwestern Argentina and the Pampean region have represented distinct biogeographical areas since at least the late Pliocene.

ResumenLa Formación Uquía aflora en la Quebrada de Humahuaca en la provincia de Jujuy, Cordillera Oriental, NO de Argentina. Esta unidad está compuesta de una secuencia de sedimentos fluviales y tobáceos; tiene aproximadamente 260 m de espesor e infrayace discordantemente a una unidad conglomerádica pleistocénica y aluviones cuaternarios. Siguiendo la estratigrafía de Castellanos hemos caracterizado las tres unidades en que subdividió a la Formación Uquía (Inferior, Media y Superior). Biocronológicamente, la Unidad Inferior es asignada al Chapadmalalense tardío, la Unidad Media (“Fauna Uquiense”) a las Edades Vorohuense y Sanandresense, y la Unidad Superior a la Edad Ensenadense. Las evidencias bioestratigráficas proveen una calibración de importantes eventos biocronológicos relacionados con el Gran Intercambio Biótico Americano: la primera aparición de Erethizon, Hippidion y proboscideos aproximadamente en los 2.5 Ma (Plioceno tardío) en América del Sur. Las evidencias geológicas y paleobiológicas sugieren que durante el Plioceno tardío el área pudo haber estado formada por un amplio valle intermontano a ∼1400–1700 m de elevación y dominada por un ambiente más húmedo que el de hoy, probablemente con una estacionalidad húmedo/seca, que permitió la coexistencia de bosques y áreas más abiertas. Los mamíferos uquienses también indican que el Noroeste de Argentina y la región Pampeana representan áreas biogeográficas distintas al menos desde el Plioceno tardío.