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La Formación Caspe: análisis sedimentológico y estratigráfico de los depósitos fluviales del Oligoceno – Mioceno inferior del SE de la Cuenca del Ebro

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Universitat de Barcelona. Departament de Dinàmica de la Terra i de l'Oceà

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[spa] La Formación Caspe corresponde a las facies fluviales de los depósitos de un abanico fluvial de edad oligo-miocena, referido en la literatura como Sistema aluvial del Guadalope-Matarranya. Dicho sistema tuvo su área fuente en la Zona de Enlace entre el Sistema Ibérico y los Catalánides y distribuía sedimentos radialmente hacia el N, NE y NW a lo largo de una distancia de unos 90 -100 Km.  
Los problemas sedimentológicos planteados han sido determinar el origen de la segmentación en storeys en los depósitos de canal, en los cuales domina la morfologia de ribbon sandstone, determinar hasta qué punto los conjuntos canal-levee formaban cinturones aluviales sobreelevados y determinar la tipología de las antiguas redes fluviales. En relación con los procesos sedimentarios y el contexto paleogeográfico, otro de los problemas a resolver ha sido la determinación del régimen hídrico y el entorno paleoclimático. 
El estudio estratigráfico una primera parte, de síntesis del conocimiento previo, y una segunda parte en la que presentamos una serie magnetoestratigráfica, correspondiente a los 550 m más altos que se pueden medir en la Formación, la cual ha permitido correlacionar las partes medias del sistema aluvial con las series de sistema lacustre elaboradas por autores previos.  Dicha serie abarca un lapso mínimo de unos 2 Ma entre los crones C7Ar y C6n.1n. El lapso mínimo que abarca la formación es de 6.429 Ma, entre la parte superior del Rupeliense y la inferior del Aquitaniense (crones C11n a C6n.1n). 
Los ribbon sandstones corresponden al depósito de cinturones de canales que desarrollaban levees de poco relieve y estaban sujetos a procesos de avulsión frecuente, inducidos por colmatación y reducción de capacidad. En estos cinturones, los canales se apilaban con un marcado componente vertical como resultado del acoplamiento entre la sedimentación en la llanura de inundación y en los canales. Dicho acoplamiento se ha caracterizado mediante el número de movilidad estratigráfica, el cual presenta valores próximos a los típicos para canales turbidíticos. Las relaciones entre ribbon sandstones adyacentes y los storeys que los forman muestran que cada sección vertical puede corresponder a la superposición de litosomas de relleno de canal que pueden presentar relaciones de divergencia y convergencia respecto de la sección observada, y pueden conectar con ribbon sandstones adyacentes. La conectividad entre litosomas de arenisca es mayor que la que puede deducirse a partir de la observación de secciones verticales.
El régimen hídrico habría sido marcadamente discontinuo, en un contexto paleoclimático de árido a semiárido en la Cuenca del Ebro. Los caudales formativos muestran valores máximos significativamente superiores al régimen actual.   
El análisis de la arquitectura a escala kilométrica muestra que los ribbon sandstones se concentran verticalmente sobre superficies de extensión plurikilométrica, separadas por intervalos dominantemente pelíticos.  El análisis de las secuencias formadas por los ribbon sandstones y el resto de litofacies relacionadas, combinado con la arquitectura indicada sugiere que la estratigrafía a escala de formación corresponde al apilamiento compensacional de lóbulos deposicionales de diversas escalas. 
Respecto a la ruta sedimentaria, la tasa de aporte de sedimento, y la extensión y evolución del área fuente han podido calcularse en base a balances de volumen. Los valores obtenidos son de un orden de magnitud inferiores a los de sistemas de edad equivalente en el margen sur pirenaico.  
La ruta sedimentaria conformaría un sistema altamente reactivo. Los controles alogénicos climáticos de zona proximal podrían manifestarse a dos escalas:  a escala de tiempo de la oblicuidad (46 Ka) y a escalas de tiempo de la excentricidad (superiores a los 100 Ka). A escala de la oblicuidad, la distribución del sedimento en lóbulos deposicionales distorsionaría esta señal y la desconectaría del sistema lacustre. A escalas de tiempo superiores a la oblicuidad, las variaciones de la descarga de sedimento afectarían la totalidad del sistema.

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[eng] The Caspe Formation corresponds to the fluvial facies of a fluvial fan of Oligo-Miocene age, referred to as the Guadalope-Matarranya alluvial system. It had its source area in the Linking Zone between the Iberian System and the Catalan Coastal Range and distributed sediments radially towards the N , NE and NW, along a distance of about 90 -100 Km. 
The minimum period covered by this formation is 6,429 Ma, between the upper part of the Rupelian and the lower part of the Aquitanian (chrons C11n to C6Cn.1n. 
Lithosomes formed by paleochannel fills are typically ribbon-shaped. The ribbon sandstones correspond to the deposit of channel belts that developed low relief levees and were subject to frequent avulsion processes, induced by aggradation and capacity reduction. The channels were stacked with a marked vertical component as a result of the coupling between sedimentation in the floodplain and in the channels. The relationships between adjacent ribbon sandstones and the storeys that form them, show that each vertical section can correspond to the superposition of canaliform bodies that can present divergence and convergence relationships with respect to the observed section, and can connect with neighboring ribbon sandstones.  
The water regime was probably markedly discontinuous, in an arid to semi-arid  paleoclimatic context . The forming flows show maximum values significantly higher than the current regime. 
The ribbon sandstones are vertically clustered on surfaces of plurikilometric extension, separated by  pelitic intervals.  This architecture suggests that the stratigraphy at the formation scale corresponds to the compensational stacking of depositional lobes of various scales. 
The sediment discharge, and the extension and evolution of the source area have been calculated based on volume balances. Obtained values are an order of magnitude lower than those of age equivalent systems in the south pyrenean margin. 
The sediment routing system would have been highly reactive. Climatic upstream alogenic controls would be identifiable at two scales: obliquity temporal scale (46 Ka) and eccentricity scale (100 Ka). At the obliquity scale, dispersal of sediment in depositional lobes would cause the distortion of such signal, and its disconnection from the lacustrine system. Nevertheless, a purely autogenic control can not be ruled out. At temporal scales above obliquity, variations of the sediment discharge rate would affect the whole system.

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cc by-sa (c) Cuevas Martínez, José Luis, 2022

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Tesis Doctorals - Departament - Dinàmica de la Terra i de l'Oceà

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La Formación Caspe: análisis sedimentológico y estratigráfico de los depósitos fluviales del Oligoceno – Mioceno inferior del SE de la Cuenca del Ebro