New aspects of Neoproterozoic-Cambrian transition in the Corumbá region (state of Mato Grosso do Sul, Brazil)

This study aims to update the knowledge about the importance of the late Ediacaran fossil record and geochemical data from Corumbá, State of Mato Grosso do Sul, at the Brazilian-Bolivian border. The Corumbá graben system is located near a triple junction developed above a hot spot of two young (545–480 Ma) Brasiliano provinces: the mostly Bolivian Chiquitos-Tucavaca aulacogen which cuts across the Amazon Craton/Rio Apa Block, and Paraguay Fold Belt. The Neoproterozoic sedimentary cover of South Paraguay Belt starts with the metasediments, diamictites and iron formation of the Jacadigo Group, now related to an end-Cryogenian age. Most remarkable geochemical and paleontological data come from the overlying Corumbá group, mainly from the dolostones with stromatolites of the Bocaina Formation, and limestones with shale and silty intercalations at this group's upper part, in the Tamengo Formation. This last unit contains a fossil assemblage correlated to late Ediacaran fauna. This fauna contains originally substrate-emergent tube-like Corumbella werneri, Cloudina lucianoi and microfossils. Furthermore, the fossils from the Corumbá Group in Brazil and Paraguay represent the most important witnesses for the occurrence of late Ediacaran fossils close to the basal Cambrian boundary in South America. Therefore, the Corumbá region is significant for paleogeographical reasons and, on the other hand, allows insights into the evolution of the oldest skeletonized metazoans. After new research results, the high degree of similarity of the geological facies evolution with other parts of the world (e.g. Yangtze Platform/Southern China, Siberia, Spain and Namíbia) can be demonstrated, where the fragmentation of the Rodinia super-continent and Neoproterozoic glaciations are also well-documented. The sharp top contact of the shallow marine Tamengo Formation with the laminated black shales (containing rare angular dropstones) of the discordantly overlying Guaicurus Formation indicates that the latter represents a new transgressive glacially influenced marine onlap succession. A Cambrian age of the Guaicurus Shales is not (yet) biostratigraphically verified, however, the underlying fossil record of cloudinids indicates a terminal Ediacaran age for the top of the Tamengo Formation. The microtubular cloudinids are interpreted as dysoxic analogues of recent tubeworms and are suggested to serve as first skeletonized worldwide “index fossils” to delineate the onset of a Phanerozoic-type body fossil vectorial evolutionary pathway. Based on the FAD of cloudinids as marker fossils, a revision of the Precambrian/Cambrian boundary is here advocated. This would avoid placing this important GSSP into the virtually worldwide Nomtsas-Baykonurian glacial hiatus.

RésuméCet étude vise à mettre à jour les connaissances sur l’enregistrement fossilifère et les données géochimiques de la période Ediacarienne supérieure à Corumbá, ville de l’état Mato Grosso do Sul, située à la frontière entre le Brésil et la Bolivie. Le système de grabens de Corumbá se trouve à proximité d’un point triple, développé au dessus d’un point chaud, constitué de deux jeunes provinces du Brasiliano (545-480 Ma) : l’aulacogène Chiquitos-Tucavacaaulacogen (Bolivien) qui recoupe le Craton Amazonien et le bloc Rio Apa, et la chaîne plissée du Paraguay. La couverture sédimentaire néoprotérozoïque de la portion sud de la chaîne plissée du Paraguay est constituée de la base au sommet par des sédiments métamorphisés, des diamictites et des BIF du Groupe de Jacadigo, aussi dans la ville de Corumbá, actuellement associés à un âge Cryogénien. Cette dernière est recouverte par les sédiments du Groupe de Corumbá constitués de dolomites à stromatolithes de la Formation de Bocaina et des calcaires présentant des intercalations de shale et siltite dans la partie supérieure du Groupe de Corumbá au sein de la Formation de Tamengo. Les résultats géochimiques et paléontologiques les plus notables ont été obtenu sur les sédiments du Groupe de Corumbá. En effet, cette formation, aux environs de la ville de Corumbá, contient une faune édiacarienne. Cette faune contient des fossiles tubulaires comme Corumbella werneri, Cloudina lucianoi ainsi que des microfossiles. De plus, les fossiles du Groupe de Corumbá (au Brésil et au Paraguay) représentent les témoins les plus importants en Amérique du Sud de fossiles de l’Ediacarien terminal, proche de la base du Cambrien. En conséquence, la faune de Corumbá se révèle de la plus grande importance pour des raisons géographiques, géologiques et paleoenvironnementales. Elle permet également d’avoir un aperçu de l’évolution des plus anciens métazoaires à squelette comme, par exemple, les fossiles tubulaires. Au regard de ces nouveaux résultats, le dégré élevé de similitude de l’évolution des successions sédimentaires avec d’autres parties du monde où la fragmentation du supercontinent Rodinia et les glaciations du Néoprotérozoïque sont également bien documentées (par exemple, la Plate-forme Yangtze au Sud de la Chine, la Sibérie, l’Espagne et la Namibie) peut être démontré. Le contact supérieur discordant et brutal de la Formation de Tamengo (sédimentation marine peu profonde) avec la Formation de Guaicurus (schistes noirs contenant de rares dropstones angulaires) correspond au début d’une sédimentation marine transgressive avec influence glaciaire. L’âge Cambrien des schistes de la Formation de Guaicurus n’est pas (encore) bio-stratigraphiquement vérifié, toutefois, les fossiles de cloudinids indiquent un âge Ediacarien pour le top de la Formation de Tamengo. Les fossiles microtubulaires cloudinides sont interprétés comme des analogues des vers tubulaires dysoxiques actuels. Ils sont ainsi proposés pour servir de premier fossile stratigraphique à squelette ayant une répartition mondiale. Ils permettraient de délimiter le début du « Phanerozoic-type body fossil vectorial evolutionary pathway ». Une révision de la limite Précambrien/Cambrien est ici préconisée basée sur la FAD des cloudinides. Cela permettrait d’éviter d’imposer cet important GSSP durant le hiatus des glaciations du Nomtsas-Baykonurian virtuellement présent dans le reste du monde.