Bioestratigrafía y biocronología de nanofósiles calcáreos del Mioceno en el norte de Colombia y Caribe

Abstract

[EN] Very few stratigraphic and biostratigraphic studies have been done in the land areas of NE South America based on marine fossil faunas and there are few modern paleoceanographic and biostratigraphic calcareous nannofossil reconstructions. A better approximation to paleoceanographic conditions for offshore Colombian Caribbean are compiled in several publications referred to the ODP 165 expedition, concretely for site 999 (Kameo & Bralower, 2000 and references therein). Calcareous nannofossils are one the best micropaleontological group used in many disciplines because of their importance in paleoenvironmental reconstruction and stratigraphy. The bioestratigraphic zonation proposed constitutes the first calcareous nannoplankton research to construct a biochronologic scheme for the Cenozoic of northern Colombia, which has direct applications for oil exploration in the offshore areas of the Colombian Caribbean basin. Its correlation with the well-calibrated ODP Site 999 offshore record provides a robust biostratigraphic framework. In this research, the classical biostratigraphic calcareous nannofossil-based schemes proposed by Martini (1971) and Bukry (1973, 1975) later codified by Okada & Bukry (1980) for the subdivision of Cenozoic have been chosen, because those were established in detailed sequences of the Caribbean Sea. In order to obtain insights into the changes in paleoceanographic conditions and establish biostratigraphic zonation a detailed sampling was carried out in three sequences. Two were recovered in onshore Colombian and the other corresponds to an offshore core drilled in Caribbean Sea. The onshore sequences, Arroyo Alférez and Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4 are one of the best Neogene sequences known for the Lower Magdalena Valley. The offshore core ODP 165, Site 999 is located on a previously unnamed rise (Kogi Rise) in the Colombian basin (Western Caribbean). In general, the record is partially continuous and the preservation of nannoplankton assemblage is medium to good. Most of bioevents used are consistently recognizable in the record analyzed. Many other supplementary biohorizons improved the biostratigraphic resolution until ∼0.431 Ma and ∼0.257 Ma in the Arroyo Alférez and Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4; respectively. While in the ODP 999 it was increased from ∼0.604 Ma (Kameo & Bralower, 2000) to ∼0.316 Ma. However it is important to mention the evident lack of stratigraphic levels identified in the proximal sequences, the Arroyo Alférez and the Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4. The lost levels represent lack of sedimentation and constitute hiatuses but the events of calcareous nannofossils which are defined zone boundaries are not affected. On the other hand this investigation did not reveal the presence of hiatus at any level of ODP 999 record. The global and regional changes occurred in the Caribbean sequences considered in this study are well reflected in the nannofossil assemblage character and in their fluctuation pattern. Exceptional abundances in some species of Sphenolithus were registered in both, the ODP 999 and the Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4 sections. They are related or no with important changes in sedimentation rate, assemblage distribution and abundance pattern and represents a potential key for future paleoceanographic interpretations.

[ES] Los nanofósiles calcáreos tienen un uso excepcional en bioestratigrafía de sedimentos pelágicos porque son abundantes, plantónicos, evolucionaron rápidamente y tienen una distribución cosmopolita. En este estudio se presenta los resultados derivados del análisis bioestratigráfico de este grupo fósil en la sección del Arroyo Alférez y del Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4; además de la detallada revisión bioestratigráfica llevada a cabo para el intervalo seleccionado del testigo oceánico ODP 165, Site 999. Dichas secuencias fueron recuperadas en la Cuenca de Colombia (Mar Caribe) y en cercanías del Carmen de Bolívar (área continental de Colombia). La presencia de baja a mediana de múltiples taxones de nanofósiles calcáreos razonablemente bien preservados, caracterizan las secuencias continentales del Arroyo Alférez y del Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4. En tanto que el registro del ODP 999, presenta intervalos de baja preservación hasta excelente (mínima disolución). Para la biozonación propuesta en este estudio se han escogido los esquemas de Martini (1971), Bukry (1973, 1975) y Okada & Bukry (1980), entre otros. No obstante los diversos grados de preservación de los especímenes y las abundancias registradas, en las secuencias se proponen eventos estándar y alternativos que comprenden una resolución a nivel de especie de ∼0.431 Ma y de ∼0.257 Ma en el Arroyo Alférez y el Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4; respectivamente. En lo que respecta al ODP 999 el grado de resolución se incrementa desde ∼0.604 Ma (Kameo & Bralower, 2000) hasta ∼0.316 Ma. Estos datos se constituyen en los más resolutivos que existen actualmente para la zona de estudio. No sólo están referidos a los eventos de nanofósiles calcáreos, sino que ninguna otra herramienta fósil marina o de continente, permite una resolución mayor. La identificación de horizontes de nanofósiles cronológicamente datados afines a las tres secciones enmarca un modelo bioestratigráfico más refinado y permite una aproximación a las condiciones paleoceanográficas que se presentaron en el complejo escenario del Caribe colombiano. El análisis de las secuencias deja al descubierto la compleja dinámica paleoceanográfica del Mar Caribe y pone de manifiesto la necesidad de profundizar en aspectos de la paleoecología de los nanofósiles calcáreos. Lo anterior se ve reflejado en la identificación de eventos alternativos a los clásicos, varios de los cuáles no presentan una distribución regional y que habrían estado profundamente influenciados por la posición de las masas continentales, la distribución de las corrientes oceánicas y la proximidad a la plataforma continental. El análisis detallado de la concurrencia o aparente “diacronismo” en ciertos horizontes sugiere que en los registros se presentan hiatos, los cuáles no representan un considerable rango de tiempo faltante tal que afecten la identificación de las zonas de nanofósiles calcáreos. O bien la ausencia o diacronismo de un horizonte en particular han sido debidas a restricciones ecológicas. Es así como los eventos referidos a los grupos Triquetrorhabdulus y Helicosphaera son fiables y de fácil identificación en la sección del Arroyo Alférez y del Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4; las cuales habrían estado situadas en ambientes neríticos. En tanto que la asociación de nanofósiles calcáreos del testigo ODP 999 representada principalmente por Discoaster y Sphenolithus es más diversa y refleja condiciones de mar abierto. Niveles de máxima productividad de ciertas especies del género Sphenolithus relacionadas o no con importantes variaciones en las tasas de sedimentación y cambios acusados en la asociación, constituyen rasgos notables en el Carmen de Bolívar, Estratigráfico 4 y el ODP 999. Estos aspectos destacados aportan información estratégica para aunar esfuerzos en el conocimiento de los cambios climáticos globales que se generaron en el pasado a bajas latitudes