Paleoenvironmental interpretation and palynology of outcrop and subsurface sections of the Tarija Formation (Upper Carboniferous), northwestern Argentina

The Tarija Formation of the Macharetí Group has been studied sedimentologically and palynologically at Zanja Honda Creek and the Zanja Honda x-1 well to assess the paleoenviromental and paleoclimatic evolution of the southern portion of the Tarija Basin. In addition, new palynological data and their implications are presented. The Tarija Formation consists mainly of thick diamictites interbedded with sandstone and mudstone layers; for the first time, a varves succession is described from the cores of the ZH x-1 well. Fifty-six spore species, 18 monosaccates, 1 praecolpate pollen grain, 4 paleophytoplankton species, and much phytodebris are recorded. The indigenous miospores are assigned to the middle portion of the Dictyotriletes bireticulatus–Cristatisporites chacoparanensis (BC) Biozone di Pasquo of early Late Carboniferous (Westphalian) age. Moreover, abundant reworked palynomorphs occur in both assemblages, recording erosion of Silurian–Early Carboniferous rocks. Some Late Carboniferous species such as Crassispora kosankei (Potonié and Kremp) Bhardwaj emend. Smith and Butterworth, Cristatisporites rollerii Ottone, and Cystoptychus azcuyi di Pasquo, exclusive of the KA Biozone, and Raistrickia radiosa Playford and Helby of the RS Biozone di Pasquo are interpreted as reworked from the lower Tupambi and Itacuamí formations. A fluviolacustrine setting is interpreted for the Tarija Formation on the basis of the presence of glacial varves, continental algae such as Botryococcus braunii Kützing, and overall facies associations. A hiatus between the fluviodeltaic interglacial Tupambi–Itacuamí depositional cycle (“Cycle I”) and the fluviolacustrine, glacially influenced Itacuamí–Tarija depositional cycle (“Cycle II”) is suggested by the sedimentary and palynologic data. This interpretation is confirmed by short-ranged species with biostratigraphic value, as well as the recognition of useful lithological and palynological differences helpful for characterizing both similar superposed sedimentary cycles.

ResumenSe realiza el análisis integrado de aspectos sedimentológicos, palinológicos y estratigráficos de la Formación Tarija (Grupo Macharetí) en el perfil de Zanja Honda y en el pozo Zanja Honda x-1 con los objetivos de arribar a la interpretación paleoambiental y evolución paleoclimática de la porción austral de la cuenca Tarija. Adicionalmente, se dan a conocer nuevos datos palinológicos y sedimentológicos cuyos alcances se discuten. La Formación Tarija está compuesta por diamictitas grises, macizas y estratificadas con intercalaciones de areniscas fluviales; por primera vez se describe una sucesión de varves reconocida en coronas del pozo ZH x-1. Se identificaron cincuenta y seis especies de esporas, dieciocho especies de granos de polen monosacado y uno praecolpado, cuatro especies de fitoplancton y gran cantidad de fitodetritos. Las miosporas autóctonas son asignadas a la parte media de la Biozona Dictyotriletes bireticulatus-Cristatisporites chacoparanensis (BC) di Pasquo perteneciente al Carbonífero Tardío temprano (Wesphaliano). Además se determinaron palinomorfos retrabajados provenientes del sustrato silúrico a carbonífero temprano. Algunas especies del Carbonífero Tardío como Crassispora kosankei (Potonié y Kremp) Bhardwaj emend. Smith y Butterworth, Cristatisporites rollerii Ottone y Cystoptychus azcuyi di Pasquo, exclusivas de la Biozona KA y Raistrickia radiosa Playford y Helby de la Biozona RS di Pasquo, son interpretadas como retrabajadas de las Formaciones Tupambi e Itacuamí subyacentes. En base a la presencia de varves, algas como Botryococcus braunii Kützing y al conjunto general de las asociaciones de facies, se interpreta un ambiente fluvio-lacustre para la Formación Tarija. Los datos sedimentológicos y palinológicos indican la presencia de una discontinuidad sedimentaria entre la secuencia interglacial fluvio-deltaica Tupambi-Itacuamí “(Ciclo I)” y la secuencia glacialmente dominada fluvio-lacustre Itacuamí-Tarija (“Ciclo II”). Esta interpretación se ratifica con la presencia de especies de corto biocrón así como por la identificación de diferentes rasgos sedimentológicos y palinológicos que sirven de guía para la diferenciación de respectivos ciclos sedimentarios similares y superpuestos.